·
По п.1 служебной
записки (о стойкости конструкционных материалов).
По результатам экспертизы обоснований
коррозионной стойкости конструкционных материалов, предусмотренных к применению
в РУ БРЕСТ-ОД-300, в экспертном заключении сформулирован целый ряд замечаний, в
частности:
– в замечании (4.2.3.5-6)
отмечено отсутствие в ПООБ анализа коррозионного взаимодействия оболочек твэлов
из стали ЭП823-Ш с продуктами деления с учетом глубины выгорания топлива,
температуры теплоносителя и времени облучения;
– в замечаниях (25.13-1),
(25.13-2) отмечен неконсервативный подход к проведению теплофизического
расчета твэла, выполненного:
без учета
увеличения толщины оксидной пленки на поверхности твэлов при нагружении
образцов;
без учета роста
скорости окисления стали в свинцовом теплоносителе в зависимости от напряжения
в оболочке (образце) и температуры;
без надлежащего
обоснования принятого коэффициента теплопроводности окисной пленки;
– в замечании (25.13-3) отмечены
недостатки прочностных расчетов твэла, выполненных без учета жесткого контакта
СНУП-топлива с оболочкой, возникающего после пуска в результате взаимодействия
распухающих таблеток с оболочкой через фрагменты (крошки) топлива в зазоре;
– в замечании (25.13-4) отмечены
недостатки экспериментального обоснования работоспособности твэлов, связанные с
исследованием влияния свинцового теплоносителя при испытаниях только ненагруженных
образцов.
Следует подчеркнуть, что в экспертном
заключении обоснование коррозионной стойкости конструкционных материалов исследовано
всесторонне, в то время как в п. 1 служебной записки акцент сделан только
на недостаточность эффективной защиты конструкционных материалов от коррозии.
Комментарий
В
действительности, в п.1 служебной записки
сказано не только о несостоятельности принятой в проекте
РУ БРЕСТ-ОД-300 антикоррозионной защиты, но и о решающей роли локальной
жидкометаллической коррозии (ЖМК) как для коррозионных повреждений сталей, так
и для деградации их механических свойств в свинцовом теплоносителе, что
подтверждается не только всеми представленными на экспертизу и опубликованными
результатами испытаний, но и
заключениями ведущих зарубежных научных организаций (ENEA, Рим, Итальянский технологический
институт, Милан, Институт технологии Карлсруэ, Институт импульсной энергетики и технологий
сверхвысоких частот, Германия) сделанными по результатам многолетних
исследований и опубликованными в документе МАГАТЭ TEXDOC-1912 в мае 2020 г.
Во «всестороннем исследовании коррозионной стойкости
конструкционных материалов», представленном в итоговой версии экспертного
заключения, о локальной ЖМК, которая является главной и неустранимой
проблемой РУ БРЕСТ-ОД-300 и всех
реакторов с ТЖМТ, даже ни разу упомянуто, все замечания, касающиеся этой
проблемы из заключения вычеркнуты. Одно это делает итоговый вариант ЭЗ заведомо
ложным.
Напомню, что учитываемые в проекте РУ бРЕСТ-ОД-300 пределы коррозионных
повреждений установлены исходя из следующих представлений о коррозионной
стойкости конструкционных материалов в свинцовом теплоносителе (СТ):
«В течение первых 1-2 тыс. ч испытаний в СТ на
поверхностях сталей формируется сплошная прочная диффузионно-непроницаемая
защитная оксидная пленка (магнетит и смешанная шпинель) толщиной ~2 мкм. С увеличением экспозиции до
5-10 тысяч ч её толщина возрастает до нескольких мкм и в дальнейшем существенно
не меняется» (п. 4.2.1.1.3.8
ПООБ);
«При длительности
54000 ч (6 лет) утонение металла вследствие коррозионных повреждений может
составлять не более 18 мкм» (п. 4.2.1.1.2.2.3 ПООБ).
«В расчетах
учитывается термическое сопротивление окисной пленки на внешней поверхности
оболочек твэл и ПЭЛ, толщина которой приблизительно составляет 10 мкм» (п. 4.2.8.2.2 ПООБ).
«Коррозионное
взаимодействие стали со свинцовым теплоносителем учтено в техническом проекте
твэла прибавкой на утонение стенки величиной 35 мкм. Значение выбрано с
консерватизмом (примерно 2 раза), поскольку коррозия без облучения имеет размер
около 15 мкм» (п. 4.2.1.1.3.1 ПООБ).
«Формирование защитной оксидной
пленки при пассивации стали ЭП823-Ш исключает образование очагов
жидкометаллической коррозии» (п. 4.2.1.1.3.8 ПООБ).
Проблема в том, что эти оценки ни имеют ничего общего
с действительностью, опровергаются фактическими результатами представленных на
экспертизу испытаний конструкционных сталей в свинце, но именно они положены в
основу всех прочностных и теплофизических расчетов и детерминистического
анализа безопасности РУ БРЕСТ-ОД-300, представленных в ПООБ.
Например, в испытаниях образцов стали
ЭП823-Ш при напряжении 160 МПа длительностью 1200 ч (~1,5 месяца) при
температуре 590 ºС и регламентном содержании кислорода, выполненных ЦНИИ КМ
«Прометей», обнаружено проникновение свинца на глубину до 180 мкм (36 % о
толщины оболочки твэла), «выявлены очаги жидкометаллической коррозии в виде
язв, пропитанных свинцом».
Локальная ЖМК глубиной 180 мкм за 1,5
месяца это в 10 раз больше, чем учитываемое в ПООБ максимальное коррозионное
повреждение этой стали 18 мкм за 6 лет!
(Согласно
п. 4.2.1.1.2.3.2 ПООБ, напряжения в оболочках твэлов
ЦЗ и ПЗ из стали ЭП823-Ш при НЭ составляют 154,4 и 170 МПа, соответственно, а
по расчетам ИБРАЭ РАН, максимальное окружное напряжения в оболочке твэла со СНУП-топливом
достигает 240 МПа). В соответствии с приведенным выше постулатом об исключении
образования очагов жидкометаллической коррозии, локальная ЖМК в проекте РУ
БРЕСТ-ОД-300 никак не учитывается. Экспериментальные
исследования по оценке скорости роста количества и глубины язв для
конструкционных сталей ЭП823, ЭП302, как это требуется в соответствии с п. 10
Приложения № 2 НП-089-15, даже не начинались и не планируются.
Помимо
массового исключения замечаний, в которых приводятся фактические результаты коррозионных
испытаний, авторы итогового ЭЗ прибегают к подмене выводов в оставшихся
замечаниях. Огромную разницу между учитываемыми в ПООБ оценками коррозионных
повреждений и фактическими результатами многочисленных коррозионных испытаний
они связывают не с ложностью многократно заниженных Заявителем оценок, а с
«недостаточностью проведенных исследований».
Такое заключение создает иллюзию, что еще не все потеряно, еще несколько
испытаний в ближайшие три года (в процессе сооружения блока) и миф о диффузионной
непроницаемости и необыкновенных защитных свойствах оксидной пленки будет
доказан, а все результаты коррозионных испытаний, выполненных в предыдущие
десятилетия, будут опровергнуты. Но это не так.
Дело не в
недостатке исследований, их более чем достаточно. Дело в том, что все
отрицательные результаты этих исследований либо отсутствуют, либо
проигнорированы в ПООБ РУ БРЕСТ-ОД-300, а все теплофизические и прочностные
расчеты, выполнены на основе принятых в ПООБ многократно заниженных оценок
толщины оксидной пленки и глубины коррозионных повреждений. Такие расчеты не
только не консервативны (что уже не соответствует требованиям НД), но и просто
недостоверны. Фактически, речь идет об отсутствии адекватного обоснования
безопасности РУ БРЕСТ-ОД-300. Авторы финальной версии ЭЗ постарались срыть этот
вывод, принципиально искажая суть сделанных мной экспертных оценок и
заключений.
Точно также, как в ПООБ РУ БРЕСТ-ОД-300
сокрыты или проигнорированы все отрицательные результаты испытаний
конструкционных сталей в свинце, в итоговой версии ЭЗ сокрыты или
проигнорированы наиболее существенные замечания и выводы, касающиеся
коррозионной стойкости этих сталей, однозначно свидетельствующие о
неэффективности принятой в проекте коррозионной защиты и непригодности сталей
ЭП823 и ЭП302 для изготовления элементов и систем свинцовоохлаждаемого
реактора.
Вывод 1. Конструкционных материалов для
изготовления работоспособной РУ БРЕСТ-ОД-300 нет. Стали ЭП823-Ш, ЭП302-Ш для
этого непригодны.
По
результатам экспертизы обоснований работоспособности твэлов, связанные с
неучетом внутритвэльной язвенной коррозии, приводящей к азотированию и
науглероживанию, в экспертном заключении отмечены замечания (4.2.3.1-6)
и (4.2.4-1).
Кроме этого, сформулированы рекомендации (4.2.9.7-4)
и (25.6-7).
Комментарий
Во-первых,
внутритвэльная язвенная коррозия не является причиной азотирования и
науглероживания внутренней поверхности оболочки. Это совершенно разные
процессы.
Во-вторых,
на работоспособность твэла отрицательно влияет не только внутритвэльная
язвенная коррозия со стороны СНУП-топлива, но и локальная ЖМК со стороны
свинцового теплоносителя. Ранний жесткий контакт хрупкого и быстро распухающего
(в ~2 раза быстрее МОХ-топлива) нитридного топлива с оболочкой твэла создает в
ней высокое напряжение, что и провоцирует глубокую локальную ЖМК. Как уже
сказано выше, всякое упоминание о локальной ЖМК из итогового ЭЗ изъято. Это
противоречит представленным на экспертизу материалам и делает экспертное
заключение о работоспособности твэлов РУ БРЕСТ-ОД-300 заведомо ложным.
Как и в
предыдущем случае (п.1), из итоговой версии сводного ЭЗ исключена большая часть
замечаний, касающихся обоснования твэлов. Так, например, в разделе 4.2.4
«Обоснование работоспособности ядерного топлива» из 11 замечаний в итоговом ЭЗ
осталось только 5, да и то в вольном изложении его составителей.
По той же
схеме подменяются выводы в оставшихся замечаниях – вместо недостатков
испытываемых материалов, ложности принятых в ПООБ приближений и последствий
этого для обоснования безопасности, указывается на «недостаточность проведенных
исследований». Например, в замечании (4.2.3.1-6),
в котором отмечается, что
послереакторные исследования твэлов со СНУП-топливом, облученных в реакторах
БОР-60 и БН-600, обнаружили локальную внутритвэльную коррозию оболочек глубиной
до 170 мкм (34 % толщины оболочки), науглероживание и азотирование их
внутренней поверхности, приводящих к снижению или даже потере их пластичности,
вывод о том, что:
Все это свидетельствует
о недостаточной совместимости стали ЭП823-Ш со СНУП топливом и совершенно не
учитывается в техническом проекте твэла (несоответствие требованиям п. 2.2.7
НП-082-07)
заменен на:
Заявителем не подтверждена достаточность проведенных
исследований для доказательства выполнения критериев безопасности использования
стали ЭП823-Ш для оболочек твэлов со
СНУП-топливом (несоответствие
требованиям п. 2.1.4 НП-082-07).
Сокрытие
большей части замечаний (недостатков) и подмена выводов не только не соответствует требованиям
культуры безопасности, но могут создать у Ростехназора ложное представление,
что даже если твэл РУ БРЕСТ-ОД-300 на сегодняшний день не достаточно обоснован,
то его можно будет дообосновать в процессе сооружения энергоблока, тогда как
речь идет о принципиальной неработоспособности твэлов с нитридным топливом в
оболочке из стали ЭП823 в свинцовом теплоносителе.
Вывод 2. СНУП
топливо несовместимо ни с оболочкой из стали ЭП823-Ш, ни со свинцовым
теплоносителем. Расчетное обоснование работоспособности твэлов РУ БРЕСТ-ОД-300,
выполненное без учета внутритвэльной язвенной коррозии и локальной ЖМК со
стороны свинцового теплоносителя, не только неконсервативно, но и совершенно
недостоверно.
- Выше в пункте 2 указано, что в отношении
неучета локальной (язвенной) коррозии при обосновании безопасности в экспертном
заключении отмечены замечания (4.2.3.1-6) и (4.2.4-1).
в замечаниях (4.2.3.4-1) – (4.2.3.4-4) ‒ в части
обоснований длительной прочности и ползучести конструкционных материалов (в том
числе о выполнении указанных обоснований на основе данных, полученных не в жидком
свинце, а в воздушной среде);
в замечаниях
раздела 4.2.8 ‒ в части обоснований
прочности элементов активной зоны.
Комментарий
В
упомянутых выше замечаниях (4.2.3.1-6), (4.2.3.4-3) - (4.2.3.4-4) действительно
приводятся некоторые фактические результаты коррозионных и реакторных
испытаний, не учитываемые в детерминистическом анализе безопасности. Однако из
приведенной в них информации авторы итоговой версии ЭЗ, вопреки заключению
эксперта, сделали все тот же, совершенно ложный вывод о «недостаточности
проведенных исследований».
В
действительности же, единственный «недостаток» этих многочисленных и
многолетних исследований состоит в том, что ни одно из них не подтвердило
миф о существование «прочной диффузионно-непроницаемой защитной оксидной
пленки», «толщина которой
приблизительно составляет 10 мкм» и которая «исключает образование очагов
жидкометаллической коррозии», положенный в основу проекта БРЕСТ-ОД-300.
Как
уже было сказано выше, все прочностные и теплофизические расчеты активной зоны
и внутрикорпусного оборудования, весь детерминистический анализ безопасности
выполнены, исходя из этих фантастических предположений, без учета локальной
внутритвэльной коррозии, локальной ЖМК и деградации механических свойств сталей
под воздействием свинца. Поэтому в замечаниях эксперта и был сделан вывод о
недостоверности представленного в ПООБ обоснования работоспособности
оборудования и элементов активной зоны, которые в итоговой версии ЭЗ заменены
на недостаточность самих экспериментальных исследований.
К
этому следует добавить, что:
-
представленные в ПООБ прочностные расчеты сделаны на основе данных о
механических свойствах конструкционных сталей на воздухе (достоверные
статистически обоснованные данные о механических свойствах сталей в свинце
отсутствуют);
-
теплофизические расчеты выполнены без учета экспериментальных данных о
теплообмене в пучке в свинцовом теплоносителе, которые на сегодняшний день
также отсутствуют;
-
в качестве критериев приемлемости (успешности) в расчетном анализе аварийных
процессов использовались пределы повреждения твэлов, не имеющие ни адекватного
расчетного, ни экспериментального обоснования;
-
термомеханические расчеты твэлов выполнены по неаттестованному ПС ДРАКОН;
-
теплофизические расчеты активной зоны – по неаттестованному ПС ПУЧОК-ЖМТ;
-
расчеты переходных и аварийных процессов – по неаттестованному ПС DINAR.
Такое
обоснование безопасности, это не более чем абстрактное упражнение, не имеющее
никакого отношения к реальности.
Вывод 3. Адекватное детерминистическое обоснование безопасности проекта РУ
БРЕСТ-ОД-300 отсутствует.
- Следует отметить, что термин «критерии приемлемости» не предусмотрен к
применению в НП-001-15, НП-082-07 в отношении повреждения твэлов.
Комментарий
Критерии приемлемости (acceptance criteria), они же
приемочные критерии, критерии успешности, критерии оценки – это вспомогательные
параметры, используемые в расчетном анализе безопасности, которые
характеризуют, как правило, целостность физических барьеров. В зависимости от
характера рассматриваемого аварийного процесса, критерии приемлемости
устанавливаются для таких параметров как температура топлива и оболочки, давление в первом контуре, запас до
кризиса теплоотдачи и др. Например, в соответствии с п. 15.2.2.8
НП-018-05, в авариях, где есть опасность
повреждения твэлов, повышения температуры и давления в первом контуре, критерии оценки рекомендуется выбирать исходя
из требования непревышения максимального проектного предела (МПП), предела безопасной
эксплуатации (ПБЭ) по повреждению твэлов, что Заявитель и сделал.
В качестве критериев приемлемости в ПООБ приняты МПП твэла и пределы
безопасной эксплуатации по температуре топлива и оболочки, не имеющие
экспериментального подтверждения в свинцовом теплоносителе и, судя по
результатам реакторных испытаний СНУП-топлива и коррозионных испытаний стали
ЭП823, существенно завышенные.
- По результатам экспертизы обоснований проектных пределов повреждения твэлов в экспертном заключении отмечен ряд
замечаний (15.2.2.7-1), (15.2.2.8-1), (15.2.2.9-1), (15.2.4.1-1), (15.2.4.3-1), (16.1.1-5).
В частности, в замечании (16.1.1-5) указано, что максимальные проектные пределы по температуре оболочки твэлов и топлива,
приведенные в п. 16.1.1.1.2
ПООБ [66], и пределы безопасной эксплуатации по этим параметрам в [66] не
обоснованы (несоответствие требованиям пп. 1.2.6, 3.1.18 НП-001-15, п. 2.1.13
НП-082-07); при обосновании указанных пределов не учтено в достаточной мере
влияние свинцового теплоносителя и СНУП-топлива, их коррозионное воздействие на
оболочку твэлов, а также последствия раннего контакта СНУП-топлива с оболочкой
твэлов.
Тем самым, в этом замечании более жестко отмечены недостатки обоснований
проектных пределов повреждения твэлов, так как подчеркнуто отсутствие не только
представительного экспериментального подтверждения, но и представительного спектра
расчетно-аналитических исследований.
Комментарий
Процитированное выше
замечание (16.1.1-5) сделано мной, и оно одно из немногих, которое без
искажений попало в финальную версию ЭЗ. Однако МПП и ПБЭ важны не сами по себе.
Как было сказано выше, они используются в качестве критериев приемлемости
(критериев безопасности) в детерминистическом анализе. Отсутствие обоснованных
пределов делает необоснованными и все выводы, полученные в расчетном анализе
переходных и аварийных процессов, на что и было указано в служебной записке.
Фактически, речь идет том, что безопасность РУ БРЕСТ-ОД-300 не обоснована.
- По результатам экспертизы экспериментальных обоснований и результатов ресурсных
испытаний в экспертном заключении отмечено, что Заявителем экспериментально
обоснована работоспособность критически важных узлов агрегата, контактирующих
со свинцовым теплоносителем, а именно:
– осуществлен
выбор модельной лопастной системы ГЦНА (по результатам ресурсных
испытаний на свинцовом стенде ФГУП «НГТУ» и на водяном стенде АО «ЦКБМ»);
Комментарий
Ложная
информация. Испытания на свинцовом стенде ФГУП «НГТУ» уже 4-го варианта
лопастной системы ГЦНА в масштабе 1:2,5, в течение 600 часов показали следующее:
-
на внешней поверхности обода рабочего колеса и ответной части подвода
зафиксированы кольцевые борозды различной глубины и ширины, и это при том, что
зазор между ободом и ответной поверхностью подвода составлял 5 мм – в 10 раз
больше принятого в проекте ГЦНА РУ БРЕСТ-ОД-300 (0,5 мм);
-
в местах соединения лопаток с ободом со стороны всаса видны следы износа в виде
полос, эквидистантных линиям пересечения поверхностей лопаток и обода;
-
на двух лопатках зафиксированы сколы в местах соединения лопаток с ободом.
И
это в испытаниях, длительность которых составляет 0,2 % от назначенного ресурса
ГЦНА!
Отметим
также, что никаких данных о коррозионных испытаниях стали 14Х17Н2, из которых
изготовлена ЛС, в свинцовом теплоносителе, при характерных для работающего ГЦНА
скоростях омывания, и о влиянии СТ на механические характеристики этой стали, в
ПООБ не представлено.
Фактические
результаты испытаний на стенде НГТУ не дают никаких оснований для вывода о том,
что выбор лопастной системы ГЦНА обоснован ресурсными испытаниями. Во-первых,
600 часов, это далеко не ресурсные испытания, а, во-вторых, результаты этих
кратковременных испытаний наглядно показали невозможность обеспечить
работоспособность ЛС ГЦНА РУ БРЕСТ-ОД-300 даже на малую часть проектного
ресурса.
Таким
образом, в финальной версии ЭЗ содержится информация, явно
противоречащее содержанию материалов, предоставленных эксперту, что подпадает
по определение заведомо ложного заключения. И это заведомо ложное заключение
сделано от моего имени, поскольку именно я рассматривал материалы
экспериментального обоснования ГЦНА. С таким подходом я не могу согласиться.
– проведены
ресурсные испытания нижнего радиального подшипника ГЦНА (в среде свинца
на модельном блоке АО «НИКИЭТ»), в ходе которых подтверждена работоспособность
НРП в режиме гидродинамического трения.
Комментарий
Еще одно
ложное заключение. Согласно финальной версии ЭЗ (л. 54), испытания вращающегося
подшипника ГЦНА продолжались 52 000 часов, тогда как в действительности
длительности испытаний составила 360 часов
Фактические
результаты испытаний показали, что «на всех без исключения пластинах ротора и
статора наблюдается увеличение толщины, по сравнению с замерами пластин до
испытаний, на 50-60 мкм. Данное обстоятельство связано с окислением поверхности
материала пластин в потоке жидкометаллического теплоносителя».
В
длительных коррозионных испытаниях ненагруженных образцов стали ЭП302-Ш, проведенных в ЦНИИ КМ
«Прометей» при скорости омывания свинцовым теплоносителем ~2 м/с, средняя
толщина оксидной пленки на поверхности образцов − 64 мкм, была достигнута через
52 000 часов. В испытаниях вращающегося подшипника аналогичный результат
получен за 360 часов, т.е. скорость окисления стали увеличилась, как минимум, в
144 раза!
При
таком темпе кислородной коррозии невозможно прогнозировать работоспособность
подшипника не только на проектный ресурс, но хотя бы на полгода.
- результатами
испытаний блока уплотнения ГЦНА на специальном стенде подтверждено, что
протечки запирающей жидкости (воды) из уплотнения вала не превышают допустимое
проектное значение.
- в
подтверждение проектных решений по корпусу БР проведены экспериментальные
исследования, включающие:
- испытания макета
днища СМ-Э355 корпуса БР в течение 298 суток с нагревом до температуры 590оС
(центральная, наиболее теплонапряженная часть днища под а.з., состоящая из
армированных бетонов № 1, 3,
ограждающая конструкция со съемным верхним перекрытием и теплоизоляцией,
системы разогрева, охлаждения и сушки, а также фундамент-имитатор строительной
части реакторного отделения) – АО «КБСМ», ООО «ТЕХНОАРМ+», ООО «ТВЭЛЛ», ООО
«Высоковакуумная вентиляция»;
- испытания
натурного фрагмента макета центрального корпуса ТА-ЭУ4.0214 (имитация в натуральную
величину части корпуса БР, прилегающей к а.з.) – АО «КБСМ», ООО «ТЕХНОАРМ+»,
ООО «ТВЭЛЛ», ООО «Высоковакуумная вентиляция»;
- исследования
аварийных протечек свинцового теплоносителя в конструкциях из бетона № 1,
определение проницаемости расплавленного свинца через фильтрующий элемент (ЗАО
«НТЦ ПН», РФЯЦ-ВНИИТФ), включая:
- исследования методами термического и
термогравиметрического анализа термохимического взаимодействия расплава свинца
с бетоном № 1, изготовленного на основе различных портландцементов, в
интервале температур 50-750 оС;
- исследования локализации протечек
свинцового теплоносителя в бетон № 1 на стендах № 1 и № 2 (ЗАО «НТЦ ПН»);
- исследования на специальных модельных
устройствах путей проникания свинца через искусственные дефекты внутренней
стальной оболочки, контактирующей с бетоном и содержащей расплавленный свинец
(РФЯЦ-ВНИИЭФ);
- исследования на установке ТА-ЭУ8
проницаемости расплавленного свинца через фильтрующий элемент;
ü
исследование
работоспособности металла 09Г2С (металлические оболочки центральной и
периферийных полостей, промежуточная оболочка, коллекторы и трубопроводы систем
разогрева и охлаждения) в бетонном наполнителе с учетом электрохимической
коррозии;
- экспериментальное
определение физико-механических и теплофизических характеристик бетонов;
- исследования
влияния радиационного воздействия на физико-механические и теплофизические
характеристики бетонов (ГНЦ НИИАР, РФЯЦ-ВНИИТФ);
- исследование
ускоренного процесса сушки бетонов на малых стендах;
- отработка
технологии бетонирования горизонтальных полостей на установке ТА-ЭУ3;
- отработка
технологии монтажа элементов системы сушки на натурном фрагменте сектора
арматурных сеток.
При этом, в отношении экспериментальных исследований и ресурсных испытаний в
экспертном заключении отмечено несколько замечаний:
- в
замечании (1.1-2) отмечено, что соответствие технических и
организационных решений по обеспечению безопасности требованиям стандартов
Госкорпорации «Росатом» по обеспечению целостности корпуса БР,
оборудования, трубопроводов и ВКУ ЯЭУ со свинцовым теплоносителем в проекте
РУ не обосновано, а в ПООБ не отражено.
Комментарий
Перечисление проведенных испытаний не
исключает необходимости анализа и оценки их результатов. Например, исследования на натурном макете днища показали, что уже на этапе
сушки в бетонном массиве корпуса образуются многочисленные магистральные
трещины длиной 2-3,5 м с величиной раскрытия до 3,5 мм (см. рисунок 4), в то
время как, согласно требованию п. 6.3.11 СТО 95
1205-2019, предельная величина раскрытия трещин, не должна превышать 0,3 мм.
В
проекте корпуса БР не предъявляется никаких требований ни к величине раскрытия
трещин, ни к контролю за трещинообразованием в процессе его сооружения и
эксплуатации. Такой подход не отвечает стандартам, принятым в атомной
энергетике, согласно которым изготовление и эксплуатация корпуса реактора
должна осуществляться в соответствии с наиболее высокими требованиями по
качеству, установленными в ФНП.
Исследования
проницаемости расплавленного свинца через фильтрующий элемент показали, что
система сушки бетона (многие километры полых каналов, пронизывающих бетонный
массив корпуса, объединенных коллекторам и через две общие трубы выходящих в
шахту реактора) заполняется быстро и полностью. В экспериментах показано, что
скорость распространения свинца по трещинам составляет 1,9 м/с. Все это
приводит к тому, что металло-бетонный корпус не обеспечивает локализацию
свинцового теплоносителя и газа в случае разгерметизации внутренней
металлической облицовки толщиной 32 мм (для сравнения, толщина основного корпуса
БН-800, контактирующего с гораздо менее
агрессивным натрием и имеющего страховочный корпус, составляет 30 мм). Металло-бетонный массив корпуса РУ БРЕСТ-ОД-300 не в состоянии
выполнять роль страховочного корпуса, что не соответствует требованиям п. 4.1.1 НП-018-05.
Обоснование
прочности и ресурса корпуса сделано без учета фактических результатов испытаний
образцов стали ЭП302-Ш под напряжением в свинцовом теплоносителе (многократное
увеличение скорости окисления, глубокая локальная ЖМК), с использованием
механических свойств этой стали, полученных на воздухе без надлежащего учета
влияния свинцового теплоносителя. Сейсмическая прочность корпуса не обоснована.
Технология сооружения металло-бетонного
корпуса не отработана, отсутствует практический опыт сушки протяженных (~7000 м3)
бетонных массивов, помещенных в замкнутый, близкий к герметичному объем. Существующие на
сегодня рекомендации нормативных документов по выбору безопасных режимов
разогрева и сушки относятся к сушке массивов толщиной до 40 см с открытой
поверхностью испарения.
Эти и
многие другие замечания экспертизы, свидетельствующие о необоснованности и
непригодности представленного проекта металло-бетонного корпуса БР для
выполнения предназначенных для него функций и критериев безопасности, из
финальной веси ЭЗ были либо исключены, либо переведены в разряд ни к чему не
обязывающих рекомендаций. Из 17 замечаний по разделу 25.6. «Реакторный блок»,
подтверждающих сделанный выше вывод, одно переведено в разряд редакционных, еще
8 в вольном пересказе составителей сводного ЭЗ переделаны в рекомендации,
остальные отброшены. Больше всего не повезло замечанию (25.6-17):
Программа для
ЭВМ «ABAQUS 6.9»,
использованная для расчета на прочность металло-бетонного корпуса БР при
сейсмическом воздействии, не предназначена для этой цели, так как, в
соответствии с п. 2.4 Аттестационного паспорта, «расчет бетонных и
железобетонных конструкций на динамическое воздействие может выполняться при
уровне трещинообразования, не превышающем пределы, установленные строительными
нормами и правилами», а, как указано в замечании (25.6-12) настоящего
Экспертного заключения, ширина раскрытия многочисленных трещин, образующихся
при сушке (твердении) бетона достигает
3,5 мм, что более чем на порядок превосходит предельно допустимое
значение ширины раскрытия трещин, установленное п. 8.2.6 СП 63.1330.2012 ‒ 0,3
мм. Поэтому представленные в ПООБ результаты расчета на прочность при
сейсмическом воздействии недостаточны для обоснования безопасности в условиях
МРЗ (несоответствие требованиям п. 1.2.7 НП-001-15, пп. 2.1.4, 2.1.15
НП-082-07). (25.6-17)
Составители сводного ЭЗ не просто
исключили это замечание, но еще и подтвердили, что: «Представленный в ПООБ
расчет на прочность корпуса БР с учетом сейсмических воздействий выполнен
корректно» (л. 1302).
Все эти
совершенно неоправданные, безграмотные манипуляции сделали экспертное
заключение по корпусу БР заведомо ложным.
Вместо
множества конкретных замечаний, основанных на анализе большого объема
представленных на экспертизу материалов – результатах расчетов и испытаний, в сводное
ЭЗ вошли общие соображения (1.1-2) о
том, что: «соответствие
технических и организационных решений по обеспечению безопасности требованиям
стандартов Госкорпорации «Росатом» по обеспечению целостности корпуса БР,
оборудования, трубопроводов и ВКУ ЯЭУ со свинцовым теплоносителем в проекте
РУ не обосновано, а в ПООБ не отражено».
С таким же успехом из ЭЗ можно выбросить
вообще все замечания, заменив их одним: «Соответствие
технических и организационных решений по обеспечению безопасности требованиям
Федеральных норм и правил в области использования атомной энергии и стандартам Госкорпорации «Росатом» в
проекте РУ БРЕСТ-ОД-300 не обосновано, а в ПООБ не отражено». Тем более,
что это чистая правда.
– в
замечании (4.2.1-1) указано, что представленные в ПООБ /1/ принятые в
проекте энергоблока конструктивные решения для основных элементов активной зоны
(ТВС, рабочие органы СУЗ, БО, УПОС, БЗ) являются инновационными, не проверены
практикой, не апробированы прежним опытом. При этом Заявителем не приведены
результаты представительных ресурсных испытаний, проведенных на
исследовательских стендах в потоке свинцового теплоносителя, подтверждающие
работоспособность указанных элементов в условиях, приближенных к проектным
условиям эксплуатации (несоответствие требованиям п. 1.2.7 НП-001-15, п.
1.5 НП-082-07);
– в
замечании (4.2.2.1-1) указано, что в ПООБ [66] результатами ресурсных
испытаний не подтверждена работоспособность ТВС ЦЗ и ТВС ПЗ в потоке свинцового
теплоносителя в условиях, близких к условиям эксплуатации энергоблока
(несоответствие требованиям п. 1.2.7 НП-001-15, п. 2.1.4 НП-082-07);
– в
замечании (4.2.2.6-2) указано, что в ПООБ [66] не подтверждена
работоспособность конструкции БО с УПОС на основе результатов вибрационных,
гидравлических и ресурсных испытаний конструкции БО с УПОС в потоке
свинцового теплоносителя (несоответствие требованиям п. 1.2.7 НП-001-15, п.
2.1.4 НП-082-07);
- в замечаниях (5.2.1-5), (5.2.1-7), (5.2.2-1), (5.2.3-2) отмечены недостатки
экспериментального обоснования работоспособности ПГ в проектном сроке
эксплуатации, в том числе в части экспериментального обоснования
теплогидравлической устойчивости ПГ.
Комментарий
Из 13 замечаний по разделу
4.2.1 «Состав, компоновка и
основные характеристики активной зоны», демонстрирующих
отсутствие расчетного и экспериментального обоснование основных элементов
активной зоны, в финальную версию ЭЗ вошло только одно, процитированное выше.
К разделу 4.2.2.1. «Тепловыделяющие сборки
центральной зоны и периферийной зоны» был применен тот
же метод «редактирования» ‒ из 10 замечаний оставлено только одно, так же
касающееся ресурсных испытаний, остальные отброшены или переведены в
рекомендации.
Из ЭЗ были исключены, в частности, замечания
касающихся итогов кратковременных (1,5-3,5 месяца) коррозионных испытаний
макетов ТВС на свинцовых стендах ГНЦ РФ ФЭИ.
На сегодняшний день испытано уже 8 макетов, но ни одно из этих испытаний
не дало успешных результатов. Поэтому никаких оснований рассчитывать на
благоприятный исход ресурсных испытаний ТВС РУ БРЕСТ-ОД-300 в действительности
нет.
Содержащиеся в сводном ЭЗ урезанные версии
заключений по п. 4.2.1 и п. 4.2.2.1 далеко
не соответствуют представленному на экспертизу материалу, что делает их в
заведомо ложными.
Кроме
этого, в экспертном заключении сформулированы рекомендации:
-
рекомендация (5.1.1-6) - о подтверждении работоспособности ГЦНА
результатами ресурсных испытаний (ресурсные стендовые испытания образца ГЦНА
запланированы Заявителем в период приемо-сдаточных испытаний до поставки
ГЦНА на энергоблок);
Комментарий
Как уже
было сказано выше, испытания четырех уменьшенных (1:2,5) моделей лопастной
системы дали отрицательные результаты. Уже через 600 часов (0,2 % от проектного
ресурса) на лопастях и ободе последнего варианта ЛС обнаружены несовместимые с
эксплуатацией повреждения. Кратковременные (360 ч) испытания подшипника не
позволяют прогнозировать его работоспособность и на полгода. Причиной быстрого выхода из строя
экспериментальной петли со свинцовым теплоносителем на БОР-60 в 2003 г. был
отказ циркуляционного насоса.
Какова же
вероятность того, что ресурсные испытания ГЦНА вдруг окажутся в 500 раз
успешнее, чем испытания уменьшенных моделей ЛС и что делать с построенным
энергоблоком, если для него не будет работоспособного ГЦНА?
В разделе
5.1.1 ЭЗ рекомендации (5.1.1-6) не
обнаружилось, но даже если бы она там была, совершенно очевидно, что ресурсные
испытания ГЦНА должны быть закончены до начала сооружения энергоблока.
-
рекомендация (4.8.5-1) ‒ об уточнении расчетов на прочность корпуса БР в
соответствии с п. 4.5 СТО 95 12052-2019 «Корпус блока реакторного.
Проектирование и конструирование»;
-
рекомендация (4.8.1-6) ‒ о подтверждения работоспособности корпуса БР в
соответствии с положениями ГОСТ 15.005-86 (следует отметить, что корпус БР
является «изделием единичного
производства, собираемым на месте эксплуатации», поэтому, в соответствии с
ГОСТ 15.005-86, его контрольная сборка, доизготовление, окончательная сборка,
наладка, испытания и доводка могут быть проведены только на месте
эксплуатации).
Комментарий
Согласно п. 1.1. ГОСТ 15.005-86, изделия
единичного и мелкосерийного производства, собираемые на месте эксплуатации,
подлежащие разработке, на момент сдачи в эксплуатации должны удовлетворять
требованиям технических регламентов, межгосударственных, национальных
стандартов, сводов правил, обеспечивать эффективное функционирование объекта
или выполнение технологического процесса, для которого они предназначены.
Металло-бетонный корпус РУ БРЕСТ-ОД-300,
не обладающий локализующей способностью ни по свинцу, ни по газу, не
обеспечивает выполнение технологического процесса, для которого предназначен.
Вывод 4. Ни один из ключевых элементов РУ БРЕСТ-ОД-300 (твэл, ТВС,
РО СУЗ, УПОС, ГЦНА и ПГ) не прошел представительных ресурсных испытаний. А
фактические результаты испытаний твэлов в натриевых реакторах и результаты
кратковременных испытаний макетов ТВС, РО СУЗ и ГЦНА на свинцовых стендах не
позволяют прогнозировать их работоспособность даже на малую часть заявляемого
ресурса. Основная причина этого – несовместимость используемых конструкционных
материалов с коррозионно-агрессивным свинцовым теплоносителем.
Неработоспособность хотя бы одного из
перечисленных выше элементов сделает неработоспособной всю построенную РУ. Тем
более странно, начинать сооружение энергоблока, когда не один, а все его
ключевые элементы не отработаны (не обоснованы ни прошлым опытом, ни достаточным
объемом стендовых испытаний), когда сооружать, по существу, просто нечего. В
соответствии с ФНП, перечисленные выше испытания должны быть выполнены до
начала сооружения энергоблока.
В отношении обоснования технических
решений в части выполнения элементами корпуса БР функций физических барьеров
(границы первого контура, герметичного ограждения) для локализации при аварии
радиоактивных веществ и ионизирующего излучения в пределах герметичного
ограждения в экспертном заключении отмечены замечания (1.1-2), (4.1-2), (5.2.1-5), (12.2-1) - (12.2-16), в частности:
Комментарий
Замечания
(1.1-2) и (4.1-2) это все что
осталось от 17 замечаний к разделу
25.6. «Реакторный блок», 8 из которых переведены в рекомендации, а остальные
просто отброшены. В разделе 12.2 ЭЗ речь идет о локализующих системах
безопасности, к которым в составе РУ БРЕСТ-ОД-300 относятся система локализации
течи парогенератора (СЛТП) и вытяжная система вентиляции СЛТП, не имеющие к
обсуждаемому вопросу – корпусу БР никакого отношения.
- в
замечании (1.1-2) указано, что в ПООБ не отражено соответствие
технических и организационных решений по обеспечению безопасности РУ
БРЕСТ-ОД-300 требованиям стандартов Госкорпорации «Росатом» по
обеспечению целостности корпуса БР, оборудования, трубопроводов и ВКУ ЯЭУ со
свинцовым теплоносителем;
- в
замечании (5.2.1-5) отмечено, что технические решения (в части ПГ), принимаемые
для обеспечения безопасности энергоблока, не подтверждены результатами
испытаний и исследований (несоответствие требованиям п. 1.2.7 НП-001-15);
Кроме
этого, в экспертном заключении отмечены:
-
рекомендация (4.1-5) ‒ подтвердить соблюдение п. 6.3.11 СТО 95
12052-2019 о выполнении расчета на развитие трещин по СП 27.13330 (пункты
8.3–8.14) с учетом особенностей сцепления бетона и арматуры в корпусе БР;
-
рекомендация (25.6-3) ‒ уточнить расчет локализующей способности бетона
корпуса БР в отношении объема свинцового теплоносителя,
вытекающего в корпус БР при потере металлоконструкциями герметичности.
В
отношении обоснования работоспособности РО АЗ поплавкового типа отмечены
замечания (4.2.2.4-1) и (4.2.2.4-2).
Кроме
этого, сформулирована рекомендация (4.2.2.4-3).
Комментарий
Из 9
замечаний по разделу 4.2.2.4 «Рабочие органы СУЗ, в том числе поглощающие
элементы», оставлено только 2, что далеко не соответствуют представленному на
экспертизу материалу и делает экспертное заключение по этому разделу заведомо
ложным.
В
отношении неучета влияния нерастворенных примесей на работоспособность
элементов РУ, включая непредставительность контроля за их содержанием, отмечены
замечания (4.2.5-1), (4.2.5-5), (4.2.5-6), (4.2.7.1-3), (4.2.7.2-3),
(4.2.7.3-3), (4.2.7.4-3), (12.2.1.4-3), (25.15-1), (25.15-2), (26.9.1-2),
(26.9.1-3).
Кроме
этого, сформулирована рекомендация (4.2.5-13).
В
части обоснования водородной очистки свинцового теплоносителя отмечены
замечания (4.2.5-5), (4.2.5-6), (25.15-2), (25.15-3), (25.15-4), (46.1-1). Кроме
этого, сформулированы рекомендации (4.2.5-14) и (5.5.2-9).
Кроме
того, отмечены замечания (15.1-7), (15.2.7-1), (15.2.7-2) в части процедуры
водородной регенерации взаимоувязанные с недостатками обоснования водородной
взрывозащиты в целом.
Комментарий
В п. 5
служебной записки речь шла о концепции обеспечения безопасности РУ БРЕСТ-ОД-300
в целом. Указывалось на то, что основные технологические решения и, прежде
всего, использование свинцового теплоносителя, не только не обеспечивают «естественную»
безопасность РУ БРЕСТ-ОД-300, но и создают прямую и, практически, неустранимую
угрозу физическим барьерам (оболочкам твэлов и границе первого контура) на пути
распространения радиоактивных веществ.
Я
согласен с мнением Н.А. Козловой, что этот вопрос, как и предыдущие
концептуальные вопросы, должны быть представлены в первой главе «Оценка
концепции обеспечения безопасности». Они
и были там представлены, подробно проанализированы и аргументированы в замечаниях
(1.2-1) – (1.2-8), (1.3.1), (1.3.2). Однако в итоговой версии ЭЗ эти замечания из
разделов 1.2, 1.3 были изъяты. Наиболее острые вовсе исключены из ЭЗ, другие
переведены в разряд рекомендаций, а остальные разбросаны по отдельным
тематическим вопросам, так чтобы нельзя было составить цельной картины об
основных проблемах проекта. Не верится, что это сделано по прямому указанию
М.И. Мирошниченко, как это утверждает руководитель работы по экспертизе О.Р.
Булатов.
Подобные
действия могут создать ложное впечатление у Ростехназора, что, не смотря на
сотни отступлений от требований Федеральных норм и правил, «всё не так плохо» и
эти отступления могут быть устранены «в процессе сооружения» энергоблока, в
соответствии с предложенным Заявителем «Планом мероприятий по учету замечаний».
Но это не так.
Анализ
предлагаемых мероприятий, выполненный в соответствии с Техническим заданием
Ростехнадзора ТЗ-5-3546-2016, изменение № 13, показал, что в рамках принятой в
проекте концепции антикоррозионной защиты с помощью поверхностных оксидных
пленок основные проблемы РУ БРЕСТ-ОД-300 (несовместимость конструкционных
материалов и СНУП топлива со свинцовым теплоносителем) не могут быть решены ни
в процессе сооружения, ни после. Они носят фундаментальный характер. Из-за
этого не могут быть решены и проблемы с обеспечением работоспособности основных
элементов реакторной установки, начиная с твэла, и безопасности РУ в целом.
Результаты экспертизы по указанному выше Техническому заданию также не вошли
итоговую версию ЭЗ. Сокрытие этих результатов не соответствует требованиям
культуры безопасности и вводит в заблуждение Ростехнадзор относительно
возможности устранения замечаний в процессе сооружения энергоблока.
Неэффективность
коррозионной защиты сталей от жидкометаллической коррозии с помощью
поверхностных оксидных пленок, неизбежность глубокой локальной ЖМК в условиях
эксплуатации и вытекающая отсюда непригодность сталей ЭП823 и ЭП302 для работы
в РУ БРЕСТ-ОД-300, также как и несовместимость СНУП топлива со свинцовым
теплоносителем – это твердо установленные экспериментальные факты,
подтвержденные многолетними испытаниями и опытом эксплуатации ЯЭУ с ТЖМТ, а не
просто «мнение Пивоварова», как хочется кому-то представить. Опровергнуть эти
факты можно лишь, представив результаты новых экспериментов, расчетов или
проведя альтернативный анализ имеющейся информации (более 500 документов и
публикаций, рассмотренных в процессе экспертизы за последние 4 года), а не
просто, сославшись на «мнение ведущих специалистов». Одного аргумента –
«излишняя эмоциональность» некоторых заключений недостаточно, для того чтобы
без ведома и участия эксперта вычеркивать 136 страниц замечаний, а у оставшихся
подменять выводы по своему вкусу.
Я не
разделяю мнения членов НТС о том, что не нужно ссылаться на прежний опыт
реакторов с ТЖМТ или на выводы зарубежных специалистов. Как известно, при проведении экспертизы «должен учитываться достигнутый
уровень развития науки и техники, предшествующий опыт эксплуатации российских и
зарубежных объектов использования атомной энергии, использованы доступные сведения
о событиях, имевших место на российских и зарубежных объектах использования
атомной энергии».
Работы с
ТЖМТ начались в нашей стране 70 лет назад. Эксплуатации 13 реакторов с СВТ для
АПЛ и наземных прототипов продолжались в общей сложности 37 лет. В результате не
удалось создать не только «естественно» безопасной, но даже минимально
работоспособной РУ. Ни один из 13 реакторов не проработал большее одной
кампании (максимальная длительность, достигнутая на этих реакторах − 4000 эфф.
ч). При этом 5 реакторов было потеряно в результате тяжелых аварий. На 5 реакторах произошли зашлаковки первого
контура. На АПЛ К-27 это закончилось тяжелой аварией с плавлением активной
зоны, переоблучением и гибелью членов экипажа. Остальные зашлаковки не привели
к аварии только потому, что реакторы работали на пониженных уровнях
мощности. По свидетельству Ф.М.
Митенкова, «длительно реакторные установки эксплуатировались при пониженном (~15-20
% Nном) уровне мощности с выходом на номинальный уровень на
считанные часы при испытаниях».
Не лучше обстоит дело и с
экспериментальными каналами на БОР-60 со свинцовым (2002-2003 гг) и
свинцово-висмутовым (2006 г) теплоносителем. Оба канала потерпели аварии
задолго до назначенного ресурса, списаны и восстановлению не подлежат.
Ничем не закончилась и десятилетняя
работа над проектом СВБР с СВТ, также претендовавшим на «естественную»
безопасность.
Думаю, что, принимая решение о судьбе
проекта РУ БРЕСТ-ОД-300, нелишне напомнить эту историю, о которой не
упоминается в ПООБ, а сейчас она вычищена и из итогового ЭЗ.
Выводы
ведущих зарубежных специалистов, опубликованные в документе МАГАТЭ в мае 2020 г. (IAEA TECDOC 1912 “Challenges for Coolants in Fast
Neutron Spectrum Systems”):
«Контакт со свинцом и
свинцовыми сплавами подвергает материалы серьезной деградации в соответствии с
различными механизмами ˗ непассивирующим окислением, растворением компонентов
сплавов и жидкометаллическим охрупчиванием. Формирование хромистого оксидного
слоя на стальной поверхности, который выступает физическим барьером для
последующего окисления в большинстве сред, не является эффективным для
тяжелых жидкометаллических теплоносителей. При температурах выше 450~500 °C
наблюдается сильное коррозионное воздействие как в аустенитной, так и в
ферритно-мартенситной стали с образованием толстых незащитных слоев оксидов,
внутреннего окисления и растворения стали в теплоносителе».
«Локальная коррозия – главная проблема в
свинцовом теплоносителе, и она еще до конца не изучена».
«Жидкометаллическое охрупчивание ферритно-мартенситных
сталей исключило их рассмотрение в качестве конструкционного материала в
реакторах с жидкометаллическим теплоносителем на основе свинца». (В проекте РУ
БРЕСТ-ОД-300 из ферритно-мартенситной стали ЭП823-Ш изготовлена вся активная
зона)
Эти выводы целиком
совпадают с выводами экспертизы НТЦ ЯРБ (до их последнего редактирования в
итоговом ЭЗ). Процитированные выше три тезиса, это, по существу, приговор
проекту РУ БРЕСТ-ОД-300.
Я не
разделяю мнение членов НТС о том, что можно начинать сооружение энергоблока, не
имея конструкционных материалов, в расчете на то, что в процессе сооружения они
найдутся, например можно будет использовать вольфрам. На мой взгляд, это
совершенно безответственно. К тому же это будет уже другой проект, который тоже
потребует обоснования и лицензирования.
Окончание
следует
