 |
||
|
Георгий Карзов о сталях для реакторов ВВЭР AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 07.04.2011 Электронное издание AtomInfo.Ru продолжает тему, начатую в нашей публикации "Сто лет для корпуса ВВЭР". Петербуржский ФГУП ЦНИИ КМ "Прометей" предлагает использовать для корпусов реакторов ВВЭР сталь с пониженным содержанием никеля 15Х2МФА-А, модификация А. На вопросы нашего издания любезно согласился ответить заместитель генерального директора по научной работе ФГУП ЦНИИ КМ "Прометей", начальник научно-производственного комплекса "Материалы, вопросы безопасности энергетических установок", д.т.н, профессор, академик Международной инженерной академии Георгий Павлович КАРЗОВ. ПРОДОЛЖЕНИЕ ПОСЛЕ ФОТО Георгий Карзов  Георгий Павлович, каковы, на Ваш взгляд, главные практические результаты от внедрения стали 15Х2МФА-А модификации А в производство корпусов для ВВЭР-1000 (ВВЭР-1200)? Внедрение стали 15Х2МФА-А модификации А позволит значительно расширить диапазон допускаемого флюенса нейтронов на стенку корпуса реактора. Это может быть использовано как для повышения мощности реакторов типа ВВЭР-1000 при сохранении основных размеров, так и для повышения проектного срока эксплуатации. Насколько это будет востребовано на практике, зависит от главного конструктора ОКБ "Гидропресс". В любом случае, сталь 15Х2МФА-А модификации А обеспечивает большие запасы по отношению к основным предельным состояниям корпуса реактора, что весьма немаловажно с точки зрения обеспечения безопасности. По стали 15Х2МФА-А модификации А был ряд сообщений об успешном завершении испытаний опытно-штатной обечайки зоны патрубков. Завершилась ли программа испытаний для других заготовок? Сталь 15Х2МФА-А модификации А является логическим развитием серии сталей хромомолибденованадиевой композиции. Основное достоинство этой группы сталей - высокая стабильность свойств и, в первую очередь, высокое сопротивление хрупкому разрушению под воздействием длительных тепловых выдержек и нейтронного облучения. Как известно, эти стали успешно работали в составе транспортных атомных энергетических установок при флюенсе нейтронов на стенку корпуса реактора до уровня 3×1020 н/см2. Задача, которая ставилась при создании стали 15Х2МФА-А модификации А, состояла в том, чтобы сохранить это свойство хромомолибденованадиевых сталей, но при этом обеспечить повышение прочности материала при рабочих температурах до уровня категории прочности КП-45, которая необходима для корпусов реакторов типа ВВЭР-1000 и их последующих модификаций. Работы в этом направлении были начаты в ЦНИИ КМ "Прометей" более десяти лет назад. Первый практический результат этих разработок был продемонстрирован при изготовлении заготовок корпуса реактора КЛТ-40С для плавучего атомного энергоблока. Тогда нам удалось получить высокие характеристики стали во всём сечении заготовок толщиной 485 мм. Этот результат позволил поставить вопрос о возможности и, более того, целесообразности применения этой стали для изготовления корпусов реакторов типа ВВЭР-1000. Предложение было поддержано РНЦ "Курчатовский институт", который дал обоснование высокой радиационной стойкости стали. Это позволило концерну "Росэнергоатом" на основе детального рассмотрения указанного вопроса обеспечить разработку и выполнение специальной программы работ, в которую входило изготовление и испытание материала опытной обечайки зоны патрубков корпуса реактора ВВЭР-1000. Выбор этого элемента корпуса реактора диктовался требованием Ростехнадзора о необходимости получения данных о свойствах металла в зоне выштамповки патрубков. Работа выполнялась на ОАО "Ижорские заводы". Результаты её полностью подтвердили высокие технологические и эксплуатационные характеристики стали 15Х2МФА-А модификации А. В настоящее время оформляется аттестационный отчёт по данной стали и готовится решение о её применении для изготовления корпусов реакторов типа ВВЭР-1000, ВВЭР-1200 и т.п. Какие перспективы Вы видите у стали 15Х2МФА-А модификации Б? Сталь 15Х2МФА-А модификации Б разработана для изготовления элементов корпусов реакторов большой толщины (до 600-700 мм). При этом была поставлена задача получения во всём сечении заготовки механических свойств, отвечающих требованиям категории прочности КП-45 при условии обеспечения исходной критической температуры хрупкости металла не выше минус 35°С. Такие характеристики материала необходимы для создания корпусов реакторов интегрального типа, разрабатываемых, в первую очередь, для новой серии атомных ледоколов. Интегральные реакторные установки представляют собой единый паропроизводящий комплекс, в котором парогенераторные блоки размещены вместе с активной зоной реактора в одном сосуде давления. Не останавливаясь на подробностях конструкции интегральных установок, следует отметить их высокую компактность и значительно сниженные весовые характеристики. Это, однако, не достаётся даром, а приводит к значительному усложнению конструкции фланцевой зоны аппарата, где необходимо обеспечить выход из корпуса значительного числа паропроводов. В результате размеры и толщина стенки фланцевой зоны корпуса интегрального реактора значительно увеличиваются. Учитывая высокую нагруженность этого элемента корпуса реактора, необходимо обеспечить механические свойства материала на уровне требований КП-45 при обеспечении исходной критической температуры хрупкости не выше минус 35°С по всему сечению фланцевой зоны корпуса, толщина которой может достигать 650-700 мм. В настоящее время завершён первый этап этой работы, и указанные свойства стали получены на опытной заготовке толщиной 660 мм. На очереди второй этап - изготовление и исследование материала опытно-штатной заготовки корпуса реактора интегрального типа. У "Прометея" есть другая интересная разработка - сталь 15Х2В2ФА без молибдена. Какова её судьба на данный момент? Сталь 15Х2В2ФА-А была разработана с целью получения корпусного реакторного материала с быстрым спадом наведённой активности. Несмотря на то, что разработка этой стали была доведена до промышленного освоения, она не была востребована конструкторами-разработчиками атомного энергетического оборудования. В первую очередь потому, что для антикоррозионной защиты корпуса реактора требуется нанесение на его внутреннюю поверхность антикоррозионной наплавки хромоникелевой композиции, которая является высокоактивируемой, что не позволяет реализовать на практике указанное свойство разработанной стали. Вариант изготовления корпуса реактора из малоактивируемой стали без антикоррозионной наплавки в настоящее время конструкторами разработчиками не рассматривается. В публикациях периода начала 2000-ых годов можно встретить беспокойство по поводу сварных швов у корпусов тысячников, где содержание никеля было достаточно высоким. Не станет ли это сдерживающим фактором при продлении ресурса корпусов ВВЭР? В настоящее время ведётся большая работа по разработке методов оценки безопасного срока эксплуатации действующих реакторов ВВЭР-1000, а также способов повышения их безопасного срока службы за счет восстановления свойств материала сварных швов путём выполнения специальной термообработки. Эта работа ведется по инициативе концерна "Росэнергоатом", координатором работы является ОКБ "Гидропресс", а её основными исполнителями РНЦ "Курчатовский институт", ЦНИИ КМ "Прометей", НПО "ЦНИИТМАШ". Другие поводы для беспокойства из прошлых времён - аттестация сталей на основе результатов ускоренного облучения и неопределённости с условиями облучения образцов-свидетелей. Как сейчас обстоит дело с испытаниями сталей в условиях воздействия нейтронного потока и с представительностью образцов-свидетелей? В настоящее время найден баланс между испытаниями образцов, облучаемых в исследовательских или промышленных реакторах при высоких интенсивностях облучения, когда необходимый флюенс на уровне 1×1020 н/см2 набирается примерно за год облучения, и результатами испытаний образцов-свидетелей, для которых темп набора необходимого флюенса нейтронов примерно на порядок меньше. Это стало возможным благодаря большой методической работе, выполненной в РНЦ "Курчатовский институт", которая позволила значительно повысить информативность программы испытаний образцов-свидетелей, а также достоверность оценки для каждого образца всех ключевых параметров облучения, необходимых для оценки закономерностей радиационного охрупчивания, а именно, температуры облучения, флюенса нейтронов и уровня гамма-излучения. Совместная расчетно-методическая работа РНЦ "КИ" и ЦНИИ КМ "Прометей" позволила в настоящее время получить хорошо обоснованные дозовые зависимости сдвига исходной критической температуры хрупкости под влиянием облучения и теплового старения для двух основных материалов - сталей 15Х2НМФА-А и 15Х2МФА-А, а также металла их сварных швов. В этой работе были учтены как результаты испытаний образцов, облучённых по исследовательским программам при высокой интенсивности облучения, так и результаты испытаний образцов-свидетелей. Спасибо за интервью для электронного издания AtomInfo.Ru. Ключевые слова: Материалы, ЦНИИ КМ Прометей, Георгий Карзов, Интервью Другие новости: В Японии уточняют время начала вентилирования блока №1 АЭС Фукусима Дайичи 12 марта Что было сделано в 10-17, а что в 14-30? Япония купила три французских беспилотника для замера мощностей доз над АЭС Фукусима-1 Контракт на сумму около 40 тысяч евро ранее получила небольшая французская компания Helipse. АЭС Козлодуй выдержит удар волны до 33-34 метров - директор Самые большие волны, которые могут образовываться на Дунае, составляют 31,5 метров в высоту. |
Герой дня 
Никогда больше: важнейшая цель ядерной безопасности Для того, чтобы быть способными своевременно принимать трудные и критические решения в непредвиденных обстоятельствах, ведущие специалисты, работающие в атомной энергетике, должны не только "знать что и как", но и "знать почему". ИНТЕРВЬЮ
Елена Миколайчук МНЕНИЕ
AtomInfo.Ru 
|