ZAGADNIENIA DOTYCZĄCE PROCESÓW SPAWANIA I NAPAWANIA W ASPEKCIE BUDOWY PIERWSZEJ ELEKTROWNI JĄDROWEJ W POLSCE

Transkrypt

1 Dr inŝ. Jerzy Niagaj,, IWE ZAGADNIENIA DOTYCZĄCE PROCESÓW SPAWANIA I NAPAWANIA W ASPEKCIE BUDOWY PIERWSZEJ ELEKTROWNI JĄDROWEJ W POLSCE Warszawa,

2 Zagadnienia związane ze spawaniem podczas budowy elektrowni jądrowej doświadczenie w produkcji urządzeń specjalny system zarządzania jakością projektowanie, wytwarzanie i kontrola jakości w oparciu o wymagania ASME III lub RCC-M itd. personel o odpowiednich kompetencjach personel NDT odbiór wyrobów

3 Schemat budowy elektrowni jądrowej z reaktorem wodnym ciśnieniowym 1. Reactor 8. Condenser 2. Reactor coolant pumps 9. Reheat system 3. Steam generator 10. Condensate pump 4. Reheater 11. Coolingwater system 5. Turbine 12.Coolingwater pumps 6. Generator 13. Coolingwater system 7. Switchgear 14. Cooling tower

4 Podstawowe spawane urządzenia i konstrukcje elektrowni jądrowej reaktor generator pary stabilizator ciśnienia rurociągi pompy i zawory układ filtrowentylacyjny zespół turbinowy: turbina, skraplacz itd. budowlane konstrukcje spawane

5 Reaktor Wodny Ciśnieniowy (PWR) wg. Riccardella P. Weld Overlay Residual Stress Validation in Nuclear Power Plant Nozzles and Penetrations, 2010

6 Korpus reaktora i generatora pary acc. Società delle Fucine a company of ThyssenKrupp Acciai Speciali Terni, March 2008

7 DOOSAN nuclear reactor vessel AP 1000 acc. Creating Value for the World. Nuclear Power Plants. Doosan Heavy Industries & Construction

8 MontaŜ korpusu reaktora Czerwiec 2010, Olkiluoto, Finlandia acc.

9 Korpus reaktora jądrowego Temelin NPP montaŝ reaktora Króćce do spawania rurociągów Spoiny obwodowe pierścieni Warstwa napawana ze stali nierdzewnej: platerowanie antykorozyjne Spoina dennicy acc. Hlavaty I., Krejci L. Welding the components of nuclear power plants, all for power, 2007.

10 Poszczególne etapy wytwarzania korpusu reaktora Spawanie obwodowe pierścieni Makrostruktura antykorozyjnej warstwy napawanej acc.

11 Element konstrukcyjny na pręty (zestawy) paliwowe acc.

12 Głowica reaktora acc.

13 Złącze spawane łączące korpus z rurą acc. Riccardella P. Weld Overlay Residual Stress Validation in Nuclear Power Plant Nozzles and Penetrations, 2010

14 Spawanie korpusu reaktora z rurociągiem Spawanie Makrostruktura złącza korpus-rura acc. INOVAÇÃO TECNOLÓGICA NA ÁREA NUCLEAR, NUCLEP, 2009

15 Spawanie rurociągów w pierwszym obiegu elektrowni jądrowej Stainless steel: 304L i 316L acc. Polysoude S.A.S.

16 POLYSOUDE Orbital welding: TIG/GTAW Cold or Hot Wire Grubość ścianki: 69 mm i 96 mm Średnica zewnętrzna: 862 mm i 976 mm acc. Polysoude S.A.S.

17 Schemat części turbinowej w elektrowni jądrowej Flamanville 3 we Francji 1750 MWe ARABELLE ALSTOM acc. Jourdain V., Herbaut P. Full steam ahead for Flamanville 3. EPR turbine island construction, May 2010.

18 Low pressure steam turbine from the nuclear power plant Philippsburg, Germany ( ) Waga 190t Długość 11,47 m Max śr. 5,62 m 1468 MW acc.

19 Skraplacz firmy ALSTOM wg

20 Skraplacz w elektrowni jądrowej Mochovce acc.

21 Przykładowy skraplacz w elektrowni konwencjonalnej Nebraska City Unit 2, USA acc.

22 Przepisy dotyczące urządzeń i konstrukcji spawanych elektrowni jądrowych Zakres wymagań róŝni się w zaleŝności od obszaru stosowania: - pierwszy obieg: ASME Sect. III Rules for Construction of Nuclear Facility Components AFCEN RCC-M Design and Construction Rules for Mechanical components of PWR Nuclear Islands - drugi obieg: kody stosowane do tradycyjnych urządzeń ciśnieniowych, np. ASME Sect. VIII Pressure Vessels, PED 97/23 EC + normy

23 Kody stosowane podczas budowy reaktora AREVA EPR wg Malouines P. Application to the AREVA EPR. Supporting New Build and Nuclear Manufacturing in South Africa. Sandton, South Africa, October 7-8, 2008.

24 Wymagania dotyczące urządzeń spawanych elektrowni jądrowych wg ASME Wymagania są zawarte w: ASME Sect. III Rules for Construction of Nuclear Facility Components ASME Sect. VIII Pressure Vessels ASME Sect. II Materials ASME Sect. V Nondestructive Examination ASME Sect. IX Welding and Brazing Qualifications normy przedmiotowe przywołane w powyŝszych sekcjach + +

25 Porównanie kodów ASME i RCC-M wg Malouines P. Application to the AREVA EPR. Supporting New Build and Nuclear Manufacturing in South Africa. Sandton, South Africa, October 7-8, 2008.

26 Wymagania RCC-M Section IV Welding dotyczące spawania S GENERAL S ACCEPTANCE OF FILLER MATERIALS S WELDING PROCEDURE QUALIFICATION S QUALIFICATION OF WELDERS AND OPERATORS S QUALIFICATION OF FILLER MATERIALS S TECHNICAL QUALIFICATION OF PRODUCTION WORKSHOPS S PRODUCTION WELDS S WELD-DEPOSITED HARDFACING ON CARBON, LOW-ALLOY OR ALLOY STEELS ANNEX S I - MECHANICAL TESTS ANNEX S II - CLASSIFICATION OF DEFECTS IN METALLIC FUSION WELDS WITH EXPLANATIONS ANNEX S III - TYPES OF BRANCHES. RECOMMENDED WELDED ASSEMBLIES FOR PIPES

27 Wymagania dotyczące systemów jakości Wymagania dotyczące systemów jakości są zawarte w: IAEA Safety Series No. 50-C/SG-Q - Quality Assurance for Safety in Nuclear Power Plants and Other Nuclear Installations KTA 1401: General Requirements Regarding Quality Assurance (Niemcy) NQA Quality Assurance Requirements for Nuclear Facility Applications (USA) 10 CFR 50, Appendix B - Quality Assurance Criteria for Nuclear Power Plants and Fuel Reprocessing Plants (USA) ISO Systemy zarządzania jakością - Wymagania + OHSAS Systemy Zarządzania Bezpieczeństwem i Higieną Pracy (Occupational Health & Safety Assurance System) EN ISO Wymagania jakości dotyczące spawania materiałów metalowych - Część 2: Pełne wymagania jakości

28 Wymagania RCC-M Section II Materials dotyczące stali nierdzewnych Wymagania są zawarte w części M3000 Stainless Steels: M Martensitic Stainless Chromium-Nickel-Molybdenum Steel Castings for Non-Pressure-Retaining Internal, Category A, B and C Parts of Pressurized Water Reactor Pumps M Rolled or Forged Martensitic Steel Parts for Class 2 and 3 Auxiliary Pump Drive Shafts M % Chromium Martensitic Stainless Steel Plates for Use in Making PWR Steam Generator Support Plates... M Class 1, 2 and 3 Austenitic Stainless Steel Forgings and Drop Forgings M Forged Disks Made from Grade Z3 CN Controlled Nitrogen Content Stainless Steels Used in the Manufacture of PWR Core Supports and Upper Support Plates M Cold Finished Seamless Austenitic Stainless Steel Tubes for Class 1, 2 and 3 Heat Exchangers...

29 Nawiązanie współpracy z przedsiębiorstwami Ankieta Odpowiedzi przysłało ponad 100 firm Wstępna analiza ankiet wykazała, Ŝe w sektorze metalowym na rzecz energetyki jądrowej pracuje lub pracowało w niedalekiej przeszłości około 20 firm krajowych System zarządzania jakości wg ISO 9001 posiadają prawie wszystkie firmy, ale systemy dotyczące energetyki jądrowej zaledwie kilka.

30 Wnioski W celu uczestniczenia w budowie pierwszej Polskiej elektrowni jądrowej, przedsiębiorstwa krajowe powinny posiadać doświadczenia produkcyjne oraz spełniać wymagania zarówno w obszarze projektowania oraz wytwarzania, jak i zarządzania systemami jakości. Obecnie tylko nieliczne krajowe zakłady z branŝy metalowej posiadają doświadczenia w projektowaniu i wykonywaniu urządzeń i konstrukcji dla energetyki jądrowej, ale wiele zgłasza chęć podjęcia działań w tym kierunku.

31 Referat przygotowano na podstawie prac przeprowadzonych w ramach Etapu 4 pt.: Analiza potencjału polskich zakładów przedsiębiorstw pod kątem moŝliwości wykonywania połączeń spawanych oraz dostawy materiałów spawalnych stosowanych w konstrukcjach i urządzeniach stosowanych w elektrowniach jądrowych, nawiązanie współpracy z wytypowanymi podmiotami oraz określenie standardów technicznych i jakościowych świadczenia usług spawalniczych oraz odbioru połączeń spawanych w trakcie budowy i eksploatacji bloków jądrowych w ramach strategicznego projektu badawczego SP/J/5/143682/11 pt.: Analiza moŝliwości i kryteriów udziału polskiego przemysłu w rozwoju energetyki jądrowej

32 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ Dr inŝ. Jerzy Niagaj, IWE Bł. Czesława GLIWICE POLAND Tel.: Fax: