Блоки № 1 и № 2 Белоярской АЭС выработали свой ресурс, остановлены, и сейчас проводятся мероприятия по подготовке проекта их вывода из эксплуатации (ВЭ), предусматривающего демонтаж реакторных конструкций.
Одна из наиболее сложных технически и радиационно-опасных технологических операций в ходе демонтажа реактора – разборка его графитовой кладки. Проведение этой работы возможно только с использованием дистанционно управляемого робота. Нештатное (не предусмотренное проектом) развитие событий при её выполнении чревато не только дополнительными финансовыми и временными затратами на проведение корректирующих действий, но и негативным радиационным воздействием на персонал и окружающую среду. Особая сложность разборки графитовой кладки реактора АМБ-100 в том, что для её проведения проектом предусмотрено использование робота.
Это обстоятельство вкупе с требованиями нормативно-технических и руководящих документов Ростехнадзора и Концерна «Росэнергоатом» привело к необходимости проведения виртуального имитационного моделирования для верификации исполнимости и безопасности работ по разборке, предусмотренных проектом по выводу из эксплуатации АЭС.
Таким образом, целью проекта стало снижение издержек и обеспечение безопасности проведения работ по ВЭ блока реактора АМБ-100 Белоярской АЭС за счет предварительного компьютерного имитационного моделирования разборки графитовой кладки реактора.
Результаты:
Создана 3D модель шахты реактора АМБ-100 со всеми содержащимися в ней объектами (графитовые блоки кладки, чугунные блоки отражателя и так далее) и модель робота BROKK, который планируется использовать при разборке реактора.
Разработана имитационная модель демонтажа реакторной установки АМБ-100. Созданный для её реализации программный комплекс предназначен для моделирования технологических операций демонтажа кладки реактора АМБ-100 с помощью роботов модели BROKK и обучения операторов.
На имитационной модели опробована технология демонтажа, был выявлен ряд проблем и предложены изменения некоторых процессов (см. таблицу).
Выявленная проблема
Предложенное решение
Невозможность смены рабочих насадок робота из-за недостаточной точности позиционирования манипулятора робота в предлагаемых технологией условиях управления; осаждения графитовой пыли на контактах устройства автоматической смены насадок.
Предложена модификация технологии, предполагающая использование трех роботов, на которых сразу будут установлены нужные насадки.
Существующий набор неподвижных камер, с помощью которых осуществляется наблюдение за роботом, не обеспечивает достаточный обзор для выполнения некоторых операций, в основном – извлечения блоков из шахты.
Выявлена необходимость переработки схемы расположения камер.
Для извлечения доступно только около 30% блоков.
Предложена другая конструкция карусели, обеспечивающей работу робота внутри шахты.
При наличии в кладке трех и более слипшихся блоков их извлечение невозможно. Этому препятствует недостаточная грузоподъемность манипулятора робота BROKK.
В качестве решения предложено раскалывание образовавшихся агрегатов блоков, для чего следует предусмотреть наличие дополнительного робота со специальной насадкой типа «отбойный молоток» или обеспечить необходимую прочность насадки-захвата, чтобы её можно было использовать также и для этих целей.
Рис. 1. Экран трехмерной модели с режимом вывода данных с четырех стационарных камер
Рис. 1. Экран трехмерной модели с режимом вывода данных с четырех стационарных камер
Рис. 2. Незапланированное соприкосновение цангового захвата робота BROKK и крышки контейнера
Рис. 2. Незапланированное соприкосновение цангового захвата робота BROKK и крышки контейнера
Рис. 3. Апробация технологии демонтажа графитовой кладки реактора с использованием имитационной модели: выемка двух слипшихся блоков
Рис. 3. Апробация технологии демонтажа графитовой кладки реактора с использованием имитационной модели: выемка двух слипшихся блоков
Имитационная модель демонтажа реакторных конструкций
Для упрощения определения элементов конструкции, которые мешают выполнению технологических операций, в программном комплексе реализована система оповещения о коллизиях (столкновениях) объектов. При коллизии движущихся частей роботов с другими объектами на сцене и те, и другие подсвечиваются красным цветом.
