Оптимизация ремонтных кампаний АЭС

Ю.В.Федосова, аспирант СПбГУ

Современные мировые тенденции в проведении ремонтов АЭС демонстрируют стремление генерирующих компаний производить их за более короткие сроки с меньшими затратами и дозовыми нагрузками на персонал. Инструментами для этого служат современные методы организации ремонтных кампаний с привлечением внешних подрядчиков и использованием комплексных диагностических систем.

Опыт Финляндии: секрет успешности

Когда Арво Вуоренма, более 15 лет работавшего директором по ремонтам АЭС «Ловииза», спросили, в чем секрет успешной работы станции, он назвал три основных фактора:
1. Самостоятельность и ответственность работников АЭС при принятии всех решений, в том числе с помощью внешних подрядчиков и организаций, связанных с эксплуатацией станции.
2. Короткие и эффективные ремонты: уже с 1980-х гг. начались работы по планированию и оптимизации ремонтных кампаний АЭС.
3. Привлечение многих западных компаний к сооружению и обслуживанию АЭС, что в условиях конкурентной среды позволяет использовать самый передовой опыт и принимать наиболее эффективные решения.

АЭС «Ловииза» – во многих отношениях уникальна

На АЭС «Ловииза» работают два реактора, сооруженных по российскому проекту ВВЭР-440 и введенных в эксплуатацию в 1977 и 1980 гг. Финны настояли на внедрении в проект контайнмента и АСУ ТП западного типа. Часть компонент АЭС проектировали и изготавливали финские инжиниринговые компании.

Благодаря программам модернизации, начатым в 1995 г., мощность обоих энергоблоков была увеличена до 510 МВт, (бюджет этого проекта составил $33 млн). По показателю коэффициента использования установленной мощности АЭС «Ловииза», имея КИУМ более 90%, стабильно занимает одно из первых мест в мире. В настоящее время провозглашается цель продлить срок службы АЭС до ее 50-летней годовщины [9].

С точки зрения технического обслуживания и ремонтов такая уникальность станции представляла сложность и для операторов АЭС, и для финских надзорных органов. Это являлось одной из причин, по которой финские специалисты решили учиться делать все самостоятельно, включая планирование и организацию ремонтных кампаний. Одной из важнейших целей ремонтов АЭС «Ловииза», наравне с обеспечением безопасности, является экономичность работы станции, поскольку на конкурентном рынке электроэнергии скандинавских стран свою нишу приходится завоевывать в жесткой борьбе.

Личная ответственность каждого – повышение эффективности в целом

По мнению финских специалистов, организация технического обслуживания и ремонтов на АЭС «Ловииза» существенно отличается от практики большинства стран. Основной идеей является то, что люди, ответственные за эксплуатацию, также привлекаются и к ремонтам АЭС. Звучит просто, но, как считает Арво Вуоренма, – это основа всего.

Принципиально на АЭС «Ловииза» за каждую систему станции отвечает один человек и во время эксплуатации, и во время ремонтов. При любом ремонте «подопечной» системы этот человек выступает как координатор, которому докладывают внешние подрядчики, непосредственно выполняющие работы. Таким образом, в принятие решения любого уровня вовлечены специалисты самой АЭС, и они же несут ответственность за эти решения.

Организация ремонтов АЭС «Ловииза» на базе аутсорсинга

Разнообразие поставленного оборудования с точки зрения стран происхождения привело к тому, что к ремонтным кампаниям АЭС «Ловииза» привлекаются подрядчики из России, Западной Европы (Германии, Хорватии, Испании и т.д.) и США. Подрядчики выбираются на основании их компетенций и цен. Всего во время останова на ремонт на АЭС работает около 800–1000 дополнительных работников из 50–80 компаний [6]. Технический обслуживающий персонал самой станции составляет около 200 человек [9]. Данный принцип оптимизации персонала АЭС и объем аутсорсинга представлен на рис. 1.

Рис. 1. Оптимизация обслуживающего персонала АЭС и объем аутсорсинга

Таким образом, на АЭС «Ловииза» количество собственного персонала, работающего на станции в течение всего года, оптимизировано до минимума, что имеет существенный экономический эффект. Принцип аутсорсинга персонала по техническому обслуживанию АЭС представлен на рис. 2.

Рис. 2. Принцип аутсорсинга персонала по техническому обслуживанию АЭС

Основным подрядчиком по проведению ремонтов на АЭС «Ловииза» является инжиниринговая и сервисная компания «Fortum Nuclear Service» (подразделение корпорации «Fortum»). Около 70% деятельности «Fortum Nuclear Service» приходится на АЭС «Ловииза». Среди прочих клиентов «Fortum Nuclear Service»: финская компания «Teollisuuden Voima», эксплуатирующая два энергоблока на АЭС «Олкилуото» и строящая третий блок по проекту EPR компании «AREVA»; АЭС «Пакш» (Венгрия); АЭС «Богунице» (Словакия); АЭС «Тяньвань» и др. Компания «Fortum Nuclear Service» участвовала в разработке проекта ВВЭР-1000/91, который планировался к сооружению в Финляндии, а затем был применен в Китае на площадке Тяньвань.

Еще одним подрядчиком по проведению ремонтов на АЭС «Ловииза» является компания «Fortum Service» (также подразделение корпорации «Fortum»), созданная в 2003 г. на базе «Fortum Energy Solutions» и работающая на рынке сервиса для электростанций и промышленных объектов. Эта компания была создана на базе персонала ТЭС и ГЭС Финляндии, что позволило значительно сократить количество персонала на самих станциях. Оборот «Fortum Energy Solutions» в 2002 г. составил ?664 млн, прибыль – ?37 млн, штат сотрудников – почти пять тысяч человек в Финляндии, Швеции, Германии, России и других странах [4].

АЭС «Ловииза» также принадлежит корпорации «Fortum». Последняя владеет 26,6% и компании «Teollisuuden Voima».

Во время остановов на ремонт на АЭС «Ловииза» действует обычная линейная организация, которая усиливается подрядчиками. Роль менеджера по остановам является по большей части контролирующей и координирующей, что отражено на диаграмме Модели контроля (рис. 3). Модель отражает общий подход к остановам на АЭС «Ловииза», который заключается в раннем и детальном планировании остановов самими специалистами АЭС.

Рис. 3. Модель контроля останова на АЭС «Ловииза» в 2004 г. [6, c. 32] (ТО – техническое обслуживание)

Менеджер по остановам входит в Группу остановов и проектов в Технологическом подразделении, как показано на схеме организационной структуры АЭС «Ловииза» (рис. 4). В обязанности Технологического подразделения входит проектирование и планирование всей деятельности АЭС при поддержке компании «Fortum Nuclear Services», включая планирование ремонтных остановов, модернизацию и управление сроком эксплуатации АЭС.

Рис. 4. Организационная структура АЭС «Ловииза», 2005 г. [6, с. 33]

Стратегия ремонтных остановов АЭС «Ловииза»

В начале эксплуатации на АЭС «Ловииза» было три типа остановов на ремонт: нормальная перегрузка (ежегодно) и большие ремонты раз в четыре года и раз в восемь лет. Начиная с 1997 г. была разработана новая стратегия для внедрения более коротких остановов на перегрузку и ремонта по нечетным годам (через год, см. рис. 5). При этом продолжительность больших остановов (раз в восемь лет) была увеличена для удовлетворения всех требований по ремонтам и модернизации АЭС. Ремонт обоих энергоблоков проводится с июля по сентябрь, когда энергопотребление относительно невысокое.

Рис. 5. Запланированная продолжительность остановов на ремонт на АЭС «Ловииза», 2004–2016 гг. [6, с. 35]

В настоящее время на АЭС «Ловииза» реализуются четыре типа ремонтов: короткий, нормальный, обследование (раз в четыре года) и расширенное обследование (раз в восемь лет). Таким образом, на АЭС существует восьмигодичный цикл ремонтов (рис. 5): короткий, нормальный, короткий, обследование, короткий, нормальный, короткий и расширенное обследование. Характеристика типов ремонтов представлена в таблице 1.

Таблица 1. Характеристики типов ремонтов на АЭС «Ловииза» [6]

Процессный подход и пакеты работ

Планирование ремонтов на АЭС «Ловииза» осуществляется на базе процессного подхода. Все процессы ремонта представляются на логической диаграмме (блок схеме) при соотнесении друг с другом. За разработку плана останова отвечает менеджер по остановам.

Рис. 6. Стандартные пакеты работ и безопасности во время остановов (пример АЭС «Ловииза»)

Все основные виды процесса и виды работ по останову на АЭС «Ловииза» разделяются на пакеты работ, которые представляют собой достаточно изолированные системы и узлы, на которых ведется работа (рис. 6). Деление идет по следующим признакам:
• подведомственность по ядерной и промышленной безопасности;
• компоновка с созданием маршрутов и процедур;
• график ремонтов;
• оптимизация нагрузки персонала.

Логика процессов во время останова строится с помощью различных пакетов работ, что представляет собой последовательность работ. Когда ремонтные работы в рамках определенного пакета работ завершены, данный участок деизолируется и система вводится в эксплуатацию.

Все пакеты хранятся в компьютеризированной системе управления ремонтами (Computerized Maintenance Management System, CMMS). На АЭС «Ловииза» на каждом создано около 270 пакетов работ. Подобный подход применяется и на АЭС в США.

Модернизация и управление сроком эксплуатации АЭС «Ловииза» – часть планирования ремонтов

Модернизация и управление сроком эксплуатации АЭС «Ловииза» является составной частью программы ремонтных кампаний. Все работы по модернизации АЭС максимально проводятся во время остановов на ремонт и перегрузку. Достичь такой скоординированности работ можно только при строгом планировании деятельности, поэтому у АЭС «Ловииза» есть долгосрочные программы проведения ремонтов (например, программа модификаций и продолжительность ремонтов планируется более чем на 10 лет вперед, рис. 5). Детально ремонтные кампании планируются на два года вперед.

При планировании ремонтов определяются следующие параметры: выбор подрядчика; разработка плана ремонта (критический путь); схема поощрений и штрафов и т.д. Общий план и график работ окончательно утверждается за три месяца до начала останова. Сразу после окончания ремонта формируются отчеты для анализа и внесения в компьютеризированную систему управления ремонтами АЭС.

Оптимизация ремонтов через сокращение маршрута персонала

Помимо управленческих достижений по организации ремонтных кампаний и внедрения передовых технических решений на АЭС «Ловииза» реализован простой подход к оптимизации ремонтов: специалисты проводят меньше времени в пути между подсобными помещениями и непосредственно рабочим местом. Это стало возможно после перенесения входа и вспомогательных помещений в место, равноудаленное от обоих блоков. Это позволило значительно увеличить продолжительность ремонтных работ в день, что также вносит свою толику в сокращение общего времени останова энергоблока АЭС.

Опыт Франции – аутсорсинг ремонтных работ на базе генерального подрядчика

Для проведения ремонтов, перегрузки топлива и модернизации французские АЭС активно привлекают подрядчиков. До 60% деятельности по техническому обслуживанию французских АЭС обеспечивается подрядчиками. Генеральным подрядчиком является франко-германская группа «AREVA», интегрирующая в себя основного поставщика оборудования АЭС – «Framatome ANP». Помимо «AREVA» для проведения ряда специфических операций привлекаются и другие подрядчики, которые, равно как и «AREVA», в свою очередь могут привлекать субподрядчиков. Традиционно с генеральным подрядчиком заключаются долгосрочные контракты на сервис АЭС на 3–5 лет; на периодические работы заключаются краткосрочные контракты [8, с. 5].

Планирование ремонтных кампаний АЭС Франции проводится в рамках перспективного планирования всей деятельности станций. Например, на АЭС «Блайэс» разработаны стратегические показатели деятельности на три года вперед. Эти стратегические показатели ложатся в основу целевых показателей ремонтных кампаний АЭС. Все целевые показатели работы АЭС «Блайэс» доводятся до персонала и подрядчиков АЭС, обсуждаются на встречах специалистов станции и в газете АЭС.

Комплексная диагностика оборудования АЭС

Важным инструментом для повышения эффективности и сокращения продолжительности ремонтных кампаний на АЭС является обслуживание оборудования по его текущему техническому состоянию, определяемому с помощью диагностики. Для этого используются различные манипуляторы и роботы (рис. 9), а также разрабатываются комплексные программы обслуживания определенных участков станции, как, например, Программа управления сплавом 600.

Жаро- и коррозийностойкий сплав 600 на основе никеля (инконель) используется более чем в 30 системах первого контура АЭС. Во время эксплуатации АЭС существует проблема возникновения коррозийного растрескивания материалов, где используется сплав 600. Компании «AREVA» и «Westinghouse» разработали комплексные системы контроля и ремонта критических узлов оборудования АЭС со сплавом 600. Благодаря данным программам анализа, обследования, ремонта и замены компонентов со сплавом 600, достигаются высокие результаты по превентивным ремонтам, обеспечивается безопасность и бесперебойность работы АЭС, а также сокращается продолжительность проведения ремонтов АЭС.

Оптимизация ремонтов АЭС: игроки Высшей Лиги

Во всем мире наблюдается тенденция к сокращению продолжительности и стоимости ремонтных кампаний АЭС (рис. 7 и 8). Например, средняя продолжительность коротких остановов АЭС в Германии за 1990–2000 гг. сократилась с 32 до 7 дней, а продолжительность ремонтов АЭС в США снизилась со 105 дней в 1990 г. до 32 дней в 2002 г. Благодаря оптимизации ремонтных кампаний чешская генерирующая компания «?EZ» за первые три квартала 2005 г. добилась сокращения затрат на ремонт и техническое обслуживание своих энергомощностей, включающих АЭС «Дукованы» и «Тимелин», 19,5% (540 млн чешских крон или $23 млн) [3].

Рис. 7. Средняя продолжительность остановов на типичной легководной АЭС Германии, 1990–2000 гг. [2]

Рис. 8. Средняя продолжительность остановов на АЭС США, 1990–2002 гг. [2]

Рис. 9. Робот компании «Siemens» для обследования корпуса кипящего реактора [10]

Для оптимизации ремонтов АЭС, сокращения их продолжительности и повышения экономичности, за рубежом активно используется практика аутсорсинга деятельности по техническому обслуживанию АЭС. Традиционно для европейских, американских и японских парков АЭС основной поставщик оборудования принимает ведущее участие в техническом обслуживании станции, включая перегрузки и модификацию. Кроме «AREVA» аналогичным образом работают американские компании «Westinghouse» и «General Electric», японские компании «Toshiba», «Hitachi», «Mitsubishi Heavy Industries». Годовой объем мирового рынка сервиса легководных АЭС оценивается в ?3 млрд [1, с. 73]. 45% мирового рынка занимают три крупнейших игрока: «AREVA», «Westinghouse» и «General Electric».

Консолидированные продажи подразделения «AREVA» по сервису АЭС в 2004 составили ?696 млн, из которых около 25% – сервис непосредственно на площадке АЭС. «Framatome ANP» участвовала в сооружении 67 энергоблоков во Франции, Китае, Бельгии, Южной Корее и ЮАР, и на всех своих объектах компания проводит сервис основного оборудования. Портфель услуг «AREVA» («Framatome ANP») включает в себя комплексные услуги по перегрузке топлива, услуги по ремонту и техническому обслуживанию оборудования первого и второго контуров, инжиниринговые и химические услуги, управление ядерными отходами, поставка ЗИП и др. Специалисты «AREVA» проводят планирование и сокращение продолжительности остановов АЭС. В подразделениях «AREVA» по сервису АЭС во Франции, Германии и США работает более 3000 человек.

Аутсорсинг деятельности по ремонтам АЭС позволяет компаниям-подрядчикам наращивать свою компетенцию по оптимизации ремонтных остановов, централизованно развивать диагностические средства, а также тренажеры для подготовки персонала к ремонтам на АЭС. Все эта деятельность в комплексе приводит к сокращению продолжительности ремонтов и росту энерговыработки АЭС. С другой стороны, эксплуатирующая компания, переводя часть работ по техническому обслуживанию и ремонтам АЭС на аутсорсинг, имеет возможность сократить затраты на ремонт.

1. AREVA Annual Report 2004.
2. Business Opportunities and Business Models Tom Christopher // AREVA Technical Days. Chalon. 2003.
3. СEZ Group 3rd Quarter Results, 2005.
4. Fortum Annual Report 2002.
5. Guidance for optimizing nuclear power plant maintenance programmes // IAEA. 2003.
6. Kovan, D. Organizing outages at Loviisa // American Nuclear Society Nuclear News. April 2005.
7. Nuclear Energy in Finland // Ministry of Trade and Industry of Finland, Energy Department. Helsinki, 2003.
8. Report of the Operational Safety Review Team (OSART) Mission to the Blayais NPP France // IAEA. 2005.
9. Rippon, S. Doing it right: The Loviisa way // American Nuclear Society Nuclear News. October 1999.
10. Siemens In-service Inspection Leaflet

Журнал «Атомная стратегия» № 20, январь 2006 г.

назад

Материалы из архива

12.2006 Пресс-служба ОМЗ сообщает

ОМЗ поставят оборудование для первой в мире плавучей АТЭС ММ Ижорские заводы, входящие в состав Объединенных машиностроительных заводов (ОМЗ), подписали контракты с ФГУП «ОКБМ им. И.И.Африкантова» (Нижний Новгород) и с на поставку оборудования двух реакторных установок КЛТ-40С для строительства первой в мире плавучей атомной теплоэлектростанции малой мощности (АТЭС ММ) в городе Северодвинске (Архангельская область).

8.2006 Молодые ученые – вымирающий вид?

"Чтобы сохранить сложившееся соотношение научных сотрудников и персонала, сокращение коснется обеих групп примерно поровну. Может показаться, что вспомогательного персонала многовато, но это не так. Площадь серьезных установок, скажем, в институтах ядерных исследований, в химической отрасли доходит до сотен квадратных метров, и, чтобы поддерживать их, нужны многочисленные инженеры, техники, лаборанты…

7.2007 Россию оттесняют от казахского урана

 Михаил Сергеев, "Независимая газета" Российские атомщики рискуют лишиться традиционной сырьевой базы в Казахстане. Астана ведет переговоры о покупке 10% американской компании Westinghouse, крупнейшего конкурента «Атомэнергопрома», учредительные документы и совет директоров которого вчера утвердил премьер Михаил Фрадков. С помощью полученных у американцев технологий казахи намерены к 2014 году полностью прекратить поставку на внешний рынок, включая Россию, природного урана, заменив его экспортом готового продукта с высокой добавленной стоимостью – тепловыделяющих сборок, собранных не по российским, а по западным стандартам.