О работах с ТВС-W на ЮУАЭС

Предыстория вопроса

В настоящее время на ЮУАЭС осталось некоторое количество ТВС-W, которые были запрещены к эксплуатации после инцидента с невозможностью собрать активную зону в 2012 году /речь идёт о невозможности сборки активных зон двух энергоблоков ЮУАЭС-2 и -3/. Проблема в том, что на ЮУАЭС было минимум 2 перегрузочных партии «свежих» ТВС-W (84 кассеты для ЮУАЭС-2 и 3), и ни одна кассета не была возвращена поставщику топлива. Т.е., не считая потерь НАЭКа от недогоревшего топлива в активной зоне и замены топлива подпитки на ТВСА, на руках у НАЭКа находилось свежее топливо (ТВС-W) на сумму не менее 50 млн.долл., которое они не могли никак использовать.

Оставшиеся кассеты, как и любые «зависшие» деньги, не дают покоя… НАЭК неоднократно заявлял о намерениях «дожечь» остатки ТВС-W.

Однако, загрузке ТВС-W в активную зону одного (?) из блоков ЮУАЭС препятствует не только формальный запрет украинского Регулятора (в общем-то, "дожечь" такое топливо малыми партиями при соответствующем дополнительном обосновании безопасности не так уж сложно - понадобятся только дополнительные организационные меры, те ТВС-W, которые провели в активной зоне 1-2-3 года, всё-таки "дожгли"), но и тот факт, что невозможность сборки активной зоны привела к банальному повреждению части дистанционирующих решёток (ДР) уже у свежих ТВС-W. Об этом, например, идёт речь в справке (подозреваю, за авторством привлечённых к расследованию специалистов Запорожской АЭС), которую в своё время выкладывали на форуме Припять.ком (сейчас этот форум не доступен, поэтому выкладываю копию этой справки).
В настоящее время все облучённые ТВС-W находятся в бассейнах выдержки (БВ) блоков 2 и 3, а «свежие» ТВС-W – на узле свежего топлива (УСТ). Поскольку «свежие» ТВС-W использовались при неудачной перегрузке активных зон ЮУАЭС-2 и 3, они обязаны пройти химпромывку (дезактивацию) от поверхностных загрязнений перед перемещением на УСТ.

Новая информация

В конце 2019 года ЦПАЗ ННЦ ХФТИ выиграл тендер на «Подготовку обосновывающих материалов для модификации СИРТ, необходимой для выполнения ремонта механически повреждённых необлучённых ТВС-W в условиях УСТ». Приведу выдержку из обоснования выбора поставщика (тендер с 1 поставщиком): "На теперішній час на ВП ЮУАЕС зберігаються двадцять (20 ) ТВЗ-W, що отримали пошкодження та радіаційне забруднення, пов’язане із тимчасовим знаходженням у активній зоні і тимчасовим зберіганням у басейні витримки (БВ) при проведенні транспортно-технологічних операцій із завантаження активної зони енергоблока № 3 у ППР-2012. Для забезпечення можливості їх подальшої експлуатації було прийнято рішення відремонтувати зазначені ТВЗ-W. Станом на сьогоднішній день в Україні відсутній досвід розробки проектної і технологічної документації для ремонту механічно ушкоджених неопромінених ТВЗ-W за допомогою обладнання стенду інспекції і ремонту палива (СІРП) в умовах вузла свіжого палива (ВСП) АЕС." /Перевод: В настоящее время на ОП ЮУАЭС хранятся двадцать (20) ТВС-W, получившие повреждения и радиационные загрязнения, связанные со временным нахождением в активной зоне и временным хранением в бассейне выдержки (БВ) при проведении транспортно-технологических операций по перегрузке активной зоны энергоблока №3 в ППР-2012. Для обеспечения возможности их дальнейшей эксплуатации было принято решение отремонтировать данные ТВС-W. По состоянию на текущий день на Украине отсутствует опыт разработки проектной и технологической документации для ремонта механически повреждённых необлучённых ТВС-W с помощью оборудования стенда инспекции и ремонта топлива (СИРТ) в условиях узла свежего топлива (УСТ) АЭС./

В ТЗ к договору указаны 2 документа, на основании которых выполняется работа:

• «Концептуальное ТР о ремонте механически повреждённых необлучённых ТВС-W с помощью оборудования СИРТ в условиях УСТ ОП ЮУАЭС» КТР-М.23.18.296 19;

• «План-график реализации работ по ремонту механически повреждённых необлучённых ТВС-W с помощью оборудования СИРТ в условиях УСТ ОП ЮУАЭС» приложение к КТР-М.23.18.296-19.

Дополнительных сведений данный документ не содержит.

Что тут настораживает? Не сам факт ремонта, а использование СИРТ. /При этом читателю следует иметь ввиду, что дальше изложены мои предположения. Они могут быть сколь угодно обоснованными, но не подкреплены фактами. Если подобное подкрепление или опровержение я могу получить от читателей, буду вам благодарен./

Поясню:
1) Стандартный способ ремонта необлучённого топлива - отправка его на завод-изготовитель, поскольку большинство повреждений в условиях АЭС устранить и, тем более, проверить характеристики узлов кассеты после устранения повреждения, попросту нереально.
Допустим, что контракт сделал украинцев в этом отношении бесправными (тут бы вздуть контрактописателей, ну, да этим не я занимаюсь, а в пользу этой версии свидетельствуют отдельные моменты истерики 2012 года в освещении происходящего вокруг ТВС-W в украинских СМИ), тогда этим способом решения проблем НАЭК воспользоваться не может.

2) Какие повреждения можно устранить на АЭС? Вообще говоря, таковых не много. Например, нарушение механической целостности обода дистанционирующей решётки ведёт к снижению усилия удержания твэлов в ДР, своими силами не устраняется (сварка, которая может повредить оболочки твэлов, а к повреждениям относится и высокотемпературное пятно вблизи сварки - цирконий очень капризный материал). Здесь нужно показать, конструкцию ДР ТВС-W:

Рис.1. Это ДР ТВС-W (слева) и ТВС-WR, соответственно.

Рис.2. Обода ДР ТВС-W (сверху) и ТВС-WR.
Возможно иное изменение геометрии ДР ТВС-W, например, такое:

Единственное, что приходит в голову, можно восстановить отогнутые при транспортно-технологических операциях лепестки ДР. Но для этого не нужен стенд инспекции и ремонта топлива (СИРТ), поскольку в нём нет соответствующей оснастки. Такую оснастку можно изготовить, но пользоваться ей с условно чистой кассетой проще и надёжнее вручную, СИРТ тут не нужен.

3) А для чего может понадобиться именно СИРТ? Тут нужно вспомнить, что с недавних пор он оснащён не только измерительными средствами, но и инструментом для разборки кассеты. Ранее НАЭК подавал как своё достижение факт ремонта ТВС-WR BA3314 /см. со стр.351. Причём, что интересно, информационная волна начала разгоняться примерно через год после завершения ремонта. Почему? Что глушили этим инфоповодом?/. И не так давно я писал о том, что коллег учили этим инструментом пользоваться. Но тогда получается, что СИРТ нуден именно для разборки ТВС-W с заменой твэлов. Тут может быть 2 варианта:
3.1. Разборка ради повышения изгибной жёсткости конструкции ТВС-W. В своё время вариант с установкой вместо угловых твэлов стальных прутков рассматривался американцами и даже был отражён в в автореферате диссертации Sun Kaichao «MCNP modelling of hexagonal VVER fuel» (сейчас работа доступна только в печатном виде в библиотеке Королевского института технологий, Стокгольм, но след остался, например, здесь LTA-2 на третьем рисунке). Сами американцы от этой идеи отказались, поскольку установка стальных прутков в углы ТВС-W на изгибную жёсткость влияет незначительно. К тому же не понятно, при чём здесь повреждения ТВС-W. В этом случае логичнее менять угловые твэлы на стальной пруток во всех "свежих" ТВС-W, а не только в повреждённых.
3.2. Разборка ради замены повреждённых твэлов (например, на тот же стальной пруток). В принципе, СИРТ предназначен, в том числе и для этого. Но замена повреждённого твэла в облучённой ТВС производится в условиях АЭС вынуждено (и, поверьте, это далеко не однозначное решение), необлучённое топливо лучше разбирать/собирать в условиях завода-изготовителя.
Других причин использовать СИРТ быть не может!

Огромная просьба к моим коллегам с Южно-Украинской АЭС (я знаю, что мои статьи кое-кто из вас читает), остановитесь и подумайте, а потом подумайте ещё раз и откажитесь от этой работы. "Дожигать" стоит только неповреждённые ТВС-W. Все работы в СИРТе - с неподтверждаемым и слабо предсказуемым результатом, их можно проводить только на заводе-изготовителе. Направьте свою энергию на работу с американским поставщиком топлива, в конце концов, заплатите за ремонт /хрен с ним, что повреждения являются следствием конструкционного дефекта, если контракт с американцами не далеко ушёл от первоначального драфта, который проходил через меня, вы с американцев ничего не стрясёте/, но не рискуйте.