2008. Június 4-5 . – Aranyhomok Hotel, Kecskemét

1. Atomerőművi gőzfejlesztő hőátadó cső vizsgálatok az USA-ban és Pakson Czibula Mihály vezető mérnök Paksi Atomerőmű Zrt. Anyagvizsgálati Osztály 4. Anyagvizsgálat a Gyakorlatban Szakmai Szeminárium 2008. Június 4-5. – Aranyhomok Hotel, Kecskemét

2. Gőzfejlesztő hőátadó cső A gőzfejlesztőkön keresztül valósul meg az aktív zónában keletkező hőmennyiség szekunder körbe – a turbinák felé – történő átadása. A radioaktív primerköri hőhordozó a hőátadó csövek belsejében áramlik. A hőátadó csövek integritása kiemelt fontosságú. A primerköri víz szekunderkörbe jutásának következményei: Szekunder kör elszennyeződése Primer hűtőközegvesztés Üzemzavari védelmi mechanizmusok indulása Nem tervezett blokkleállás Környezeti es humán radioaktív terhelés Elhúzódó visszaindulás, milliárdos nagyságrendű anyagi kár Normál üzemi paraméterek (VVER-440): Primerköri nyomás 123 bar Melegági hőmérséklet 297 °C Szekunderköri nyomás 46 bar Gőz hőmérséklet 260 °C A hőátadó csövek romlását átlyukadás/törés előtt detektálni kell => ET vizsgálat Vizsgálat tárgya

3. Gőzfejlesztő alaptípusok VVER VVER-440, VVER-1000 Westinghouse (Model F, E, D, 24, 27, 33, 44, 51...) Framatome, Mitsubishi, Cockeril Combustion Engineering Series 67, 2815,3410, System 80 Babcox & Wilcox 177FA

4. Combustion Engineering gőzfejlesztők Azonosított romlási mechanizmusok Kopás (wear) – rezgésgátlóknál (AVB), távtartóknál Primer oldali feszültség korrózió (PWSCC) – a felső kollektorfali behengerléseknél Kristályközi / feszültségkorrózió (IGA/SCC) – a sludge pile zónában, távtartók alatt, struktúrákban, belső csövek ívein, a felső kollektorfali behengerléseknél Falvastagság vékonyodás (thinning) – a sludge pile zónában, távtartók alatt Pont és lyukkorrózió (pitting) – a sludge pile zónában Romlási mechanizmusok iszap (sludge pile)

5. Westinghouse gőzfejlesztők Azonosított romlási mechanizmusok Pont és lyukkorróziók (pitting) – a sludge pile zónában Kristályközi / feszültségkorrózió (IGA/SCC) – a távtartók alatt, a sludge pile zónában, illetve szabad csőszakaszokon, kollektor behengerlések nyitott réseinél Primer oldali feszültség korrózió (PWSCC) – behengerléseknél, a belső csövek íveiben (Series 51) Kopás (wear) – előmelegítők környezetében (baffle plates), és a rezgésgátlóknál Fáradás (fatigue) – a felső távtartóknál Benyomódások (denting) – távtartók alatt (Angra 1 SCC a benyomódásokon) Falvastagság vékonyodás (thinning) – a sludge pile zónában, hideg ág perifériáin Romlási mechanizmusok

6. Babcock & Wilcox gőzfejlesztők Azonosított romlási mechanizmusok Kristályközi / feszültségkorrózió (IGA/SCC) – a felső távtartók alatt, alsó és felső behengerlési résekben Fáradás (fatigue) – szabad csőszakaszon, elsősorban a felső régióban Erózió (impingement) – a külső kerületi csöveken, a 9. távtartón és felette Kopás (wear) – felső távtartók alatt Benyomódások (denting) – távtartók alatt Romlási mechanizmusok vibráció

7. VVER-440 gőzfejlesztők Azonosított romlási mechanizmusok Kristályközi / feszültségkorrózió (IGA/SCC) - távtartók alatt, magnetit lerakódás fészkekben, ritkábban szabad csőszakaszon Benyomódások (denting) – távtartók alatt Romlási mechanizmusok

8. Üzemzavarok Gőzfejlesztő hőátadó cső tömörtelenségből induló események az USA-ban és Pakson Pakson az egy gőzfejlesztőre számított megengedett 5 l/óra (30 l / óra / blokk) szivárgást meghaladó eseményt még nem regisztráltak, hőátadó cső törés nem történt. USA üzemzavarok:

9. Romlási mechanizmusok Romlási mechanizmusok összefoglalása gőzfejlesztő típusok szerint A GF hőátadó cső meghibásodások csak az USA-ban eddig 8 komoly üzemzavarhoz és számtalan nem tervezett leálláshoz vezettek. A csőtörések és szivárgások megelőzésére az EPRI 1981-ben kiadta gőzfejlesztő vizsgálati irányelveit, aminek eredményeképpen1993-ra az 1981 előttiekhez képest 2%-ra csökkent az évi hőátadó cső hibából eredő nem tervezett leállások száma. A felsorolt romlási mechanizmusok okozta meghibásodások miatt világszerte körülbelül 77 atomerőműben cseréltek illetve cserélnek gőzfejlesztőt.

10. Szabályozás • Pressurized Water Reactor Steam GeneratorExamination GuidelinesRev. 6 • Célja egy atomerőművi gőzfejlesztő specifikusvizsgálati program kidolgozásának segítése és a • programok sztenderdizálása (példákkal): • NRC - az amerikai hatóság - kötelezi az USA erőműveket a iránymutató használatára • Meghatározza a tulajdonosi és mérnöki felelőségeket. • Vizsgálati ciklusidő és terjedelem meghatározó algoritmusokat definiál választhatóan: • determinisztikus alapokon a nullrevíziós vizsgálat és az első 100%-os vizsgálat • tapasztalati (kockázati) alapokon mindkét esetben kötelező elem • Megköveteli a gőzfejlesztő teljeskörű értékelését úgymint: • romlási folyamatok értékelése • visszatekintő értékelés - az alkalmazott követelményrendszer múltbani megfelelőségéről • előretekintő értékelés - az alkalmazott követelményrendszer várható jövőbeni megfelelőségéről az alkalmazott megfelelőségi kritériumok és ismert romlási folyamatok figyelembevételével. • primer-szekunder szivárgás értékelés • Vizsgálórendszerrel szemben támasztott követelmények: • vizsgálati technikák minősítése - műhibákon és valós kivágott csöveken • a detektálás valószínűségének és méretezési bizonytalanságának meghatározása • mérési feladat - alkalmazandó vizsgálati technika összerendelések meghatározása • Értékelő személyzettel szemben támasztott követelmények - SSPD kidolgozása, QDA rendszer • Vizsgálat lefolytatásának szabályozása • Folyamatosan beépíti a nukleáris ipar tapasztalatait. Megjelent kiadások: 81, 84, 88, 92, 96, 97, 02

11. Oktatás • EPRI QDA örvényáramos adatértékelői oktatás • Elméleti tananyag • Bevezetés - az adatértékelő felelősége • Romlási mechanizmusok, elmélete és ipari példák • Gőzfejlesztőtípusonként (W, CE, B&W): • tervezés • működési tapasztalatok • kritikus hibahelyek, romlási mechanizmusok megjelenése • Vizsgálati technikák: • Adatfelvételi technikák • bobbin szondák • forgó szondák • mátrix szondák • Kalibrációs etalonok • Konkrét metallográfiai adatok és örvényáramos mérési eredmények összehasonlítása kivágott csöveken • Gyakorlati tananyag (szoftveres támogatás) • mintegy 100 valós indikáció elemzése • elektronikus mérési adaton és szövegesen • romlási mechanizmus meghatározás • kritikus hibahely azonosítás • Tanfolyam és a vizsga időtartama 80 óra.

12. Minősítés • EPRI QDA örvényáramos adatértékelői személyzetminősítés (PD) • Elméleti vizsga • 40 kérdés - 1-3 óra alatt megoldható „open book” teszt • USA gőzfejlesztők konstrukciója (W, B&W, CE) • Örvényáramos mérés elmélete, szondatechnikák • Gyakorlati vizsga • kb. 500 valódi, előre kalibrált mérési adat az USA nukleáris ipari gyakorlatából, vegyesen indikációt és hibátlan csöveket tartalmazó példák. Megoldási idő kb. 4-5 nap • a vizsga teljesítésének nincs időkorláta! • értékelés romlási mechanizmusonként és v. technikánként, bukás esetén részleges ismétlés • ismert indikációk 90%-ának regisztrálása • struktúránként 10% téves regisztrálási lehetőség (overcall) • 2 azonnali ismétlési lehetőség, majd tanfolyamismétlés és 1 hónapos kényszerszünet • 3 évenkénti újraminősítési kötelezettség (requalification): • ua. mint QDA, de kisebb adatmennyiség, kb. 200 mérési adat - 2-3 nap • nem megfelelőség esetén teljes ismétlés • évenkénti szintentartó oktatás és igazolt gyakorlat • Értékelés • Szoftveres értékelés, zárt rendszer, minősített adatsor • Vizsgázónkénti report file küldés az EPRI-nek => regisztráció • Erőmű specifikus személyzetminősítés (SSPD) elvégzésére jogosít, munkavégzésre nem.

13. Minősítés • Erőmű specifikus személyzetminősítés (SSPD) és munkavégzés • SSPD • feltétele az érvényes QDA megléte • erőmű specifikus elméleti és gyakorlati adatsor • gyakorlatilag a QDA elméleti és gyakorlati vizsga ismétlése, kevesebb mérési adattal - 2-3 nap • szoftveres értékelés • 2 ismétlési lehetőség, nem megfelelőség esetén => repülőjegy • Értékelői munkavégzés • primary - secondary párhuzamos értékelés, az indikációt csak regisztrálják, nem minősítik • min. 400 mérföld távolság, értékelő azonosító kódok • resolution értékelés: a primary és secondary nem NDD jelentések összehasonlítása, minősítés • resolution visszacsatolás: • primary - secondary „nem egyezés” esetén • áttekintése a primary és a secondary műszak kezdésének feltétele • a visszaigazolás szoftveres - értékelő teljesítménykövető rendszer (APTS) • resolution értékelés elfogadása esetén hiba regisztrálás • nem elfogadás esetén szöveges indoklás az APTS rendszerben => tel. konferencia • értékelő vizsgálatközbeni napi minősítése APTS alapján, a QDA megfelelőségi feltételek szerint (90/10). nem megfelelőség esetén => repülőjegy • Independent QDA (EPRI), level III (SNT-TC-1A szerint), resolution eredmények ellenőrzése: • élettörténeti adatok • visszamérések, dugózás

14. Minősítés • Infrastruktúra • Értékelő központok • primary értékelő csapat: Lynchburg, keleti part • secondary értékelő csapat: Benicia, nyugati part • atomerőmű területén: resolution, IQDA, PNG, IM, stb... • Informatikai háttér • Zártláncú hálózat • Web-alapú gőzfejlesztő hőátadó cső örvényáramos vizsgálat követő rendszer • Élő szabályozási dokumentációk • SSPD és felkészülési program - az EPRI iránymutatás alapján • Vizsgálati technológiák (ETSS) - szondatípusok szerint, 8-10 szondatípus • Kalibrációs etalonok műszaki lapjai • Értékelési folyamatábrák • Indikáció kódok • Értékelő szoba szabályzat - Data Room Protocol • Elektronikus műszaknapló - átolvasása a műszakkezdés feltétele • Online ütemterv, grafikus és numerikus • Értékelő szoftver - Eddynet (Zetec) • Élettörténeti adatok (Historical Database) és DSR • IMSDB (Inspection Management System Database) vizsgálati terv • APTS (Analyst Performance Tracking System) • Calboard - kalibrációs csoportok elosztásáért felelős rendszer

15. Erőforrások Paks

16. Stagnálás Atomerőmű blokk indulások az USA-ban 1969-től napjainkig 104 működő reaktor 1969-1990 egyenletes növekedés 1965-1986 1991- stagnálás 1987- Egy atomerőművi blokk építése 4-5 évig tart. Mi történt a 80-as évek közepén?

17. Reneszánsz 2008-ban beérkezett új atomerőművi blokk pályázatok az USA-ban 2008. 04. 23-i állapot elfogadva feldolgozás alatt

18. KÖSZÖNÖM A FIGYELMET