Логика обновления

РАСУ делится своим опытом модернизации АСУ ТП АЭС

Сложности и возможности

• Большой объем работ, проведенных за одну ремонтную кампанию. Это новшество: раньше на других АЭС за один ППР могли заменить один канал защиты, за второй — другой и так далее. На Калининской АЭС заменили оборудование трех систем контроля и управления каналов системы безопасности (СКУ СБ) — по числу каналов системы безопасности. Также заменили СКУ систем нормальной эксплуатации, важных для безопасности (СКУ СНЭ ВБ), технические средства оперативно-диспетчерского управления (пульты операторов и мозаичные панели блочного и резервного щитов). Поставили новые контрольно-измерительные приборы (КИП) и низковольтные комплектные устройства для коммутации напряжения на электроприводную арматуру (задвижки на трубопроводах и пр.).
• Короткие сроки. Ремонт надо было уложить в 270 суток. Каждые сутки простоя за рамками установленного срока ремонта – это несколько десятков миллионов рублей недополученной выручки от производства электроэнергии. Работали в три смены. «На старте проекта у многих был скепсис, не все до конца верили, что такой объем работы возможно осуществить в столь сжатые сроки. Но все получилось», — отмечает генеральный директор РАСУ Андрей Бутко.
• Пандемия. В самый разгар работ один из заводов-изготовителей остановился. Пришлось договариваться о выходах части персонала, чтобы не останавливать производство совсем.
• Модернизация на действующем блоке. Несмотря на то, что топливо было полностью выгружено из реактора и перенесено в бассейн выдержки, находящийся рядом, системы безопасности, контролирующие охлаждение, должны были работать, их нельзя было отключать все сразу. Поэтому замена оборудования была последовательной. Сначала отключили один канал системы безопасности, демонтировали старые кабели и электрооборудование на системе контроля и управления этого канала, смонтировали новое, подключили, проверили, чтобы все работало. Затем так же заменили кабели и электрооборудование на двух других системах. «По требованиям безопасности установлены три системы, из которых две всегда должны быть в исправном состоянии», — объясняет главный инженер проекта Николай Лялюк.
• Требование разнообразия. В соответствии с современными требованиями безопасности СКУ каналов безопасности должны различаться между собой по типам оборудования, по наличию или отсутствию программного обеспечения для защит безопасности и др. Логика понятна: если одни технические средства откажут, то другие сохранят работоспособность. Однако разные типы оборудования требуют дополнительных организационных усилий, технической квалификации и времени.
• Обновление с интеграцией «разновозрастных» систем. В составе АСУ ТП на энергоблоках Калининской АЭС, как и на любом крупном и сложном предприятии, действуют системы, установленные в разные годы. Одной из задач РАСУ было интегрировать все эти системы так, чтобы новые системы совмещались с уже существующими, а вся информация корректно отображалась в интерфейсах контроля и управления. «Есть системы, которые еще далеко не выработали свой ресурс. Но были и аналоговые системы из прошлого века, которые, конечно, надо было заменить на цифровые. Например, устройства логического управления (УЛУ): шкафы, в которых реле — основной элемент логики защиты. И мы должны были соединить все так, чтобы все системы работали как единое целое», — поясняет заместитель директора по проектам модернизации РАСУ Николай Владиславлев. «Такое оборудование уже никто не производит. А когда надо что-то оперативно заменить, а у тебя нет ЗИПа (запасных инструментов и принадлежностей. — Прим. ред.), для станции это вопрос безопасности. С установкой нового оборудования эта проблема снята. Мы заменили то, что нельзя было не менять», — добавляет Николай Лялюк.

Цифры

около 80 %

составила доля нового оборудования АСУ ТП

 

более 600

число новых шкафов электроприводов

 

около 2 тыс. км

длина новых кабелей. Это больше, чем расстояние от Москвы до Ханты-Мансийска (по прямой).

Хроника модернизации

Готовиться к модернизации Калининская АЭС начала еще в начале 2010-х годов. Постепенно стало понятно, что для проведения закупок и работ по модернизации АСУ ТП в соответствии со всеми современными требованиями нужна глубокая специализация и опыт системной интеграции АСУ ТП большого объекта — энергоблока АЭС. Такими компетенциями обладали специалисты созданной в 2016 году компании АО «РАСУ», которая стала отраслевым интегратором в сегменте АСУ ТП. Услуги для действующих объектов использования атомной энергетики были определены одним из направлений деятельности компании.

РАСУ предложила Концерну «Росэнергоатом», куда входит Калининская АЭС, и участникам работ свое видение модернизации АСУ ТП. После обсуждения и согласования появилась итоговая концепция. Ее главной особенностью было соблюдение требования разнообразия: СКУ двух каналов СБ — программируемые, одна — на жесткой логике. Ранее подобный вариант в соответствии с новыми правилами безопасности приняли к реализации на третьем блоке Ростовской АЭС, который строился в то время (был подключен к сети в феврале 2018 года).

Больше года стороны обсуждали детали, в том числе коммерческие, и в 2017 году заключили договор об участии РАСУ в модернизации АСУ ТП первого энергоблока Калининской АЭС. Впрочем, чтобы не терять времени, специалисты РАСУ включились в работу по подготовке документации еще до официального подписания контракта. Они знали, что разрабатывать документацию надо будет около полугода, а изготавливать аппаратуру — около девяти месяцев. «У нас было гораздо меньше времени, поэтому приходилось договариваться с каждым заводом, просить поставить наш заказ в первую очередь», — поделился главный инженер проекта Николай Лялюк.

Была сформирована рабочая группа под руководством «Росэнергоатома». В нее вошли также представители Калининской АЭС, РАСУ, генпроектировщика (сейчас — филиал АО «Атомпроэнергопроект» (АЭП) «Нижегородский проектный институт»), заводов-изготовителей, монтажной и наладочной организаций. Раз в две недели рабочая группа обсуждала накопившиеся вопросы по модернизации АСУ ТП блока. Концентрация полномочий у руководителя группы позволяла минимизировать время на решение организационных вопросов.

Первой задачей стал сбор реальных данных об оборудовании на станции: проект создавался давно, так что в процессе строительства и эксплуатации неизбежно накапливались изменения. «Реверс-инжиниринг — сложная задача: надо разобраться в том, что изменилось за время жизни такого сложного объекта, как АСУ ТП атомного энергоблока, и уже эти сведения использовать для технического задания на автоматизацию и задания заводу-изготовителю (ЗЗИ)», — комментирует заместитель директора по проектам модернизации РАСУ Николай Владиславлев. Калининская АЭС передавала информацию АЭП, АЭП готовил ЗЗИ, РАСУ верифицировала каждое.

«У системы есть несколько составных частей. Одна часть отвечает за отображение данных о процессах в реакторе на блочном щите управления. Другая — за формирование и передачу команд управления механизмам, например стержням СУЗ. Все эти части должны быть связаны. Но при создании проекта можно ошибиться: ты предусмотрел элемент управления, но не показал, что к нему нужно подвести кабель, или не предусмотрел модуль, который примет сигнал и передаст его устройству, и так далее. А поскольку сигналов тысячи и надо проверить, чтобы все последовательности были выстроены и системы “не разъехались”, верификация становится объемной и многоплановой задачей», — объясняет Николай Лялюк. После нескольких раундов корректировок итоговая проектная документация поступала заводам-изготовителям.

После изготовления оборудование проходило заводские испытания, а затем –— полигонные. Они нужны были, чтобы еще до установки на Калининской АЭС подтвердить правильность заложенных связей и функционирования многокомпонентной АСУ ТП. Полигонные испытания экономили до 90 % времени на установку на АЭС, считают в РАСУ. На самом блоке при проведении наладочных работ проводилась настройка контуров управления, включающих элементы АСУ ТП и управляемое ими технологическое оборудование энергоблока.

Кабели — кровеносная система АЭС

Отдельно надо рассказать о кабелях. Кабели для станции — это как кровеносные сосуды в теле человека. Кабелей много, они соединяют все «жизненно важные органы» — оборудование АЭС. Это самая длительная операция, она может «откусить» время от всех остальных процедур. Поэтому, когда встает вопрос о модернизации станции, вопрос о замене кабельного хозяйства рассматривают отдельно. Все понимают, что процесс этот трудоемкий и сложный.

Срок службы кабелей на Калининской АЭС истек, они уже не соответствовали современным требованиям. Сейчас действуют новые ГОСТы по пожароустойчивости. Например, изоляция кабелей не должна быть горючей и выделять токсические вещества. Было решено, что кабели надо менять.

Меняли как силовые, так и контрольные кабели. В общей сложности — около 2000 км. И это не весь кабельный массив. В этом была дополнительная сложность. Кабельное хозяйство на АЭС выглядит так: на специальном кабельном полуэтаже проложены тонны кабелей. Все они залиты специальной мастикой, препятствующей горению. Новые кабельные связи прокладывали, используя то же самое пространство. Поэтому кабели могли извлечь, а могли и оставить на месте — доставать каждый не было ни смысла, ни времени. Главной задачей было не срезать лишнее, не перепутать и сделать так, чтобы в итоге все работало. Каждая ошибка — это, опять же, потеря жестко лимитированного времени. Впрочем, ошибок практически не было. Монтажом занималось АО «ЭлектроСевКавМонтаж», наладкой — АО «Атомтехэнерго», шеф-монтажом и шеф-наладкой — РАСУ.

Достигнутые улучшения в оборудовании АСУ ТП

• замена выработавших свой ресурс и устаревших технических средств действующей АСУ ТП на современные технические и программные средства, имеющие более высокие технические и эксплуатационные характеристики;

• приведение СКУ СБ в соответствие с действующими нормами и стандартами;

• применение современных компьютерных технологий, обеспечивающих эффективные сбор, обработку, хранение и предоставление информации о состоянии технологических процессов и оборудования, характере и причинах нарушений, что способствуют более точному и емкому пониманию ситуации и уменьшают вероятность ошибок персонала;

• блочные щиты управления стали более информативными и эргономичными. Интегральную оценку состояния безопасности на энергоблоке оператору представляет новая панель безопасности.

С учетом накопленного опыта

Блок №2 — «близнец» блока №1 (они входят в одну очередь), поэтому технические решения на обоих должны быть унифицированы. Опыт, накопленный во время первой модернизации, будет учтен при проведении второй. Участники проекта проанализировали выявившиеся проблемы. Для того чтобы они не возникли во время модернизации на блоке №2, были подготовлены предложения, собранные в объединенном отчете Калининской АЭС.

Например, оказалось, что выдача задания на изготовление частями, чтобы сэкономить время, себя не оправдала. Правильнее собрать все входные данные и выдать комплексное задание. Также стало понятно, что собирать исходные данные по эксплуатируемому объекту, где планируется модернизация, эксплуатирующей организации необходимо вместе с представителями генпроектировщика и наладочной организации. Работа большая, сложная, требующая различных компетенций. «Уроки первого блока уже учитываем на втором», — заверяет Николай Владиславлев.

Сейчас по второму блоку идет предконтрактная работа. Предполагается, что контракт с РАСУ будет заключен в июне 2021 года. Кроме того, РАСУ по запросу Калининской АЭС проводит анализ текущих потребностей по модернизации АСУ ТП блока №3. Также параллельно с Калининской АЭС РАСУ ведет модернизацию АСУ ТП на энергоблоках Ростовской АЭС.

Для станций работать с РАСУ удобно: заказчик заключает один контракт, а РАСУ принимает на себя ответственность за весь договорной процесс с поставщиками, заводами-изготовителями, а также выполняет значительный объем работ по системной интеграции: разрабатывает концепцию, выполняет верификацию, полигонные испытания, разработку прикладного программного обеспечения и др.

«Конечно, возможны разные организационные схемы. Станции могли бы сами обратиться к заводам-изготовителям шкафов и прочих комплектующих, а потом испытать затруднения, попытавшись все собрать воедино. Мы же видим не шкафы и кабели по отдельности, а всю систему целиком. Мы понимаем, на что надо обращать внимание, чтобы работала вся цепочка передачи сигналов и команд, чтобы оборудование работало правильно и безопасно, а информация корректно отображалась», — подчеркивает Николай Лялюк.

Цитата

Александр Дорофеев, главный инженер Калининской АЭС:

«По характеристикам, степени безопасности и надежности модернизированная АСУ ТП первого энергоблока КАЭС аналогична тем, которые применяются на отечественных и зарубежных блоках поколения III+»