Отзыв оппонента 2 (Расчетно-экспериментальный анализ влияния термосиловых воздействий на повреждение узла приварки коллектора теплоносителя к корпусу парогенератора ПГВ-1000М)

ОТЗЫВ официального оппонента на диссертацию Левчука Василия Ивановича «Расчетно-экспериментальный анализ влияния термосиловых воздействий на повреждение узла приварки коллектора теплоносителя к корпусу парогенератора ПГВ-100ОМ», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.14,03 «Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации» Коррозионная повреждаемость сварного соединения (СС) №111 парогенераторов типа ПГВ-10ООМ является одной из наиболее сложных и актуальных проблем эксплуатации АЭС с реакторами ВВЭР-1000.

Ее решение необходимо для обеспечения проектной надежности эксплуатации обширного парка (более 100) ПГВ-1000 на действующих АЭС с ВВЭР-1000, а также конкурентоспособности новых проектов АЭС с реакторами ВВЭР на мировом рынке. В рамках научно-технических программ рядом проектноконструк*орских и научно-исследовательских ор~анизаций отрасл~ более 15 лет проводятся исследования с целью изучении и преодоления этой многофакторной и сложной отраслевой проблемы.

К настоящему времени определены основные повреждающие факторы и характерные особенности механизма повреждаемости СС №111. Для экспериментально обоснованной разработки и реализации эффективных превентивных мероприятий должна быть также изучена в реальных условиях действующей АЭС динамика трещинообразования, включая периоды инициирования дефектов и эксплуатационные режимы их наиболее интенсивного развития. По данному вопросу пока нет единого мнения специалистов, в связи с чем тема диссертации Левчука В.И, представляется альма актуальной, так как нос~а~ленные в ней научно-технические з~д~чи заключаются в ид~нтифи~ац~~ и оценке влияния фактических условий термосилового нагружения на дина- мику накопления повреждений в зоне СС №111 ПГВ-1000М в условиях эксплуатации действующей АЭС. Диссертантом выполнен комплексный анализ влияния основных эксплуатационных и технологических факторов, определяющих повреждаемость узла приварки коллектора теплоносителя к патрубку ПГВ-1000М.

При этом В качестве доминирующего автором диссертационной работы определен силовой фактор, что положено в основу проведенных расчетно- экспериментальных исследований в рамках диссертационного исследованиия. Не менее важным фактором повреждаемости СС №111 П1 В-1000М является коррозионная агрессивность водной среды и химического состава коррозионных отложений внутри «кармана» узла приварки коллектора теплоносителя к патрубку корпуса ПГ"В-ОООММ. При проведении расчетного анализа прочности СС №111 ПГВ-1ОООМ в диссертационной работе все же учитывается влияние среды на изменение механических свойств и характеристик трещиностойкости стали 10ГН2МФА в эксплуатационных условиях.

В этой части диссертантом использованы результаты лабораторных исследований специалистов отраслевых институтов с приведением ссылок на их публи~~ции, Наибольший интерес с точки зрения научной новизны работы предстйвляет выпол~~н~ый соискйтелем йнйлиз результатов функционировйния разработанной им системы непрерывного контроля технического состояния СС №111 ПГВ-100ОМ, которая в отличие от известной системы САКОР ОоеспечиВйет принципийльно нОвую ВозможнОсть непрерыВного контроля за процессом развития эксплуатационных дефектов в зоне СС №1! 1 и сопоставления полученных экспериментальных данных с текущим уровнем эксплуатационных воздействий.

В качестве нового научного достижения диссертанта может рассматриваться разработка при непосредственном участии диссертанта технологии неразрушаюшего контроля целостности СС №111 ультразвуковым и акустико-эмиссионным методами в условиях АЭС, Решение данной нетривиальной инженерной задачи потребовало от автора диссертационной работы опыта проведения экспериментальных исследова- ний, поскольку непрерывный контроль целостности СС №111 осуществляется при температуре поверхности металла до ЗОО С в течение годичной топливной кампании.

Разработанная автором оригинальная методика непрерывного контроля технического состояния СС №111 ПГВ-1000М отработана на действующей АЭС, В 2011 году данная система спроектирована, изготовлена и введена в опытную эксплуатацию на энергоблоке № 5 Нововоронежской АЭС, после чего непрерывный контроль термосиловой нагруженности и целостности СС №111 осуществлялся в течение нескольких годичных топливных кампаний.

Корректный выбор энергоблока № 5 Нововоронежской АЭС для оснащения этой экспериментальной системой мониторинга обоснован тем, что именно на ндм зафиксировано наибольшее количество повреждений СС Непрерывный мониторинг технического состояния СС №111 ПГВ1000М с помощью разработанной диссертантом системы в течение трех топливных кампаний энергоблока № 5 Нововоронежской АЭС обеспечил получение уникального массива экспериментальных данных. Выполненная обработка и объективный анализ экспериментальных данных функционирования этой системы мониторинга позволили диссертанту выявить нестационарные термосиловые воздействия в зоне СС №111 в определенных режимах работы, которые вносят значительный вклад в эксплуатационную нагруженность данного узла.

Автором диссертации выявлены н изучены температурные аномалии при эксплуатации ПГВ-10ООМ вследствие поступления охлажденной воды в «карманы» коллекторов ПГ. Этн аномалии характеризуются резким снижением температуры на наружной поверхности СС №111 с одновременным увеличением деформаций в контрольных измерительных точках. Явление захолаживания «карманов» коллекторов ПГВ-1000 было обнаружено ранее другими исследователями, что отмечено диссертантом в литературном обзоре с соответствующими ссылками на публикации.

Однако ранее явление захолаживания СС №111 не находило достойной оценки специалистов в рассматриваемой области до выполнения детального н всестороннего его анализа в этой диссертационной работе. Основываясь на результатах расчетно-экспериментальных исследований, в диссертационной работе впервые научно обоснована опасность возможных последствий данного эффекта вследствие значительного вклада нестационарных термоснловых воздействий в нагруженность СС №111„что реально могло значительно интенсифицировать процесс роста эксплуатационных дефектов, Выявление причин возникновения температурных аномалий в зоне СС №111 позволило автору диссертации предложить и опробовать на практике мероприятия по их исключению, что также заслуживает положительной оценки.

Анализ представленных в диссертации материалов свидетельствует о том, что полученные автором результаты расчетов в проектных режимах нагружения ПГВ-10ООМ хорошо согласую гся с использованными в качестве референтных данными из независимых источников. Результаты обработки массива данных непрерывного контроля технического состояния СС №111 ПГВ-10ООМ с применением современной измерительной аппаратуры н поверенных датчиков, а также сертифицированного программного обеспечения для расчета напряженно-деформированного состояния в течение топливной кампании энергоблока АЭС с реактором ВВЭР-1000 показали нх статистическую обоснованность и достоверность результатов диссертационной работы и е6 выводов.

Авторский вклад в решение поставленных в диссертационной работе научно-технических задач является определяющим. По диссертационной работе отмечено несколько замечаний; 1. В первом разделе диссертации (рис. 1.9) справедливо отмечена необходимость учета трех основных факторов коррозионно-механической повреждаемости СС №111 ПГВ-100ОМ, при этом обстоятельно рассмотрены механические свойства металла ПГВ-1000М и изучено его напряженно- деформированное состояние. При организации непрерывного мониторинга технического состояния СС №111 ПГВ-100ОМ в течение топливной кампании следовало бы также использовать данные химического контроля продувочной воды с учетом действующего регламента продувки ПГВ-1ОООМ из «карманов» коллекторов.

Анализ изменений агрессивности коррозионной среды непосредственно внутри «карманов» коллекторов в течение различных эксплуатационных режимов энергоблока ВВЭР-1000 в зависимости от особенностей ведения водно-химического режима (ВХР), особенно в периоды возможных отклонений, мог бы обеспечить комплексный анализ изменений коррозионного состояния СС №111 и дать объективную оценку вклада всех рассматриваемых факторов трещинообразования, 2. В первом разделе диссертации отмечены влияние содержания меди в составе шлама внутри «карманов» ПГВ-1ОООМ и отложений непосредственно в трещинах, а также повышенное количество водорода на поверхности трещины и вблизи ее устья.

В связи с этим следовало бы оценить возможность реализации в рассматриваемых условиях механизма т.н. водородной «болезни» меди, а именно„восстановления оксидов меди водородом с образованием микропузырей водяного пара, которые из-за локальных всплесков давления могут интенсифицировать процесс трещинообразование. В данном аспекте следовало бы также рассмотреть последствия возможной дополнительной генерации водорода при дозировании гидразингидрата в воду П1 В-100ОМ в различных режимах работы. 3, Проблема повреждения СС №111 является многофакторной и внедрение предложенных компенсирующих мероприятий по исключению влияния дополнительных термосиловых нагрузок на повреждение СС №111 является способом минимизации одного нз факторов коррозионной повреждаемости.