Мы видим запрос на видеоаналитику в ритейле, в сегменте HoReCa, в банковской сфере — нужно считать посетителей, идентифицировать новых и VIP-клиентов, вести «чёрный список». Эти запросы не имеют никакого отношения к атомной промышленности, а ведь одним из первых клиентов системы распознавания лиц Ivideon стала компания «ОКАН» — производитель оборудования для АЭС. Сегодня «ОКАН» с помощью видеоаналитики повышает безопасность на производстве.
Ядерная энергетика — консервативная отрасль, но это вовсе не значит, что новым технологиям в ней нет места. Наш опыт свидетельствует: высокие технологии востребованы на производстве, однако речь идёт не о новинках, тиражируемых в СМИ. Атомные и гидроэлектростанции, нефте- и газопроводы, заводы, а также многие другие жизненно важные для человечества системы крайне чувствительны к производственным ошибкам. Здесь к системам безопасности — в частности, видеонаблюдению — выдвигаются особые требования.
Малый бизнес в атомной отрасли
«ОКАН» (объединенная компания «Арматура и насосы») занимается проектами, которые не имеют серийного технического решения: регулирующей, запорной, защитной арматурой. «ОКАН» решает широкий ряд инжиниринговых задач: от определения исходных технических требований до разработки эксплуатационной и ремонтной документации. Компания поставила на поток производство тепломеханического оборудования на иностранных и российских заводах (доля собственного производства составляет 30 %).
Один из самых молодых стартапов в российской атомной отрасли за шесть лет жизни разработал и поставил трубопроводную арматуру для Белорусской, Белоярской, Нововоронежской (АЭС–2), Ленинградской (АЭС–2), Тайваньской и Куданкуламской атомных станций, а также плавучего энергетического блока судна «Академик Ломоносов» и атомного ледокола «Арктика».
В фокусе производства — парогенераторы, паровые задвижки, регуляторы и клапаны, обеспечивающие нормальное давление и необходимый уровень воды для выработки номинального расхода пара. Об этом участке работ не часто вспоминают в разговорах о безопасности АЭС, хотя дефекты именно в элементах водяного охлаждения и системах выработки пара уже привели к нескольким серьёзным ядерным авариям.
АЭС: проблема замедленного действия
Иллюстрация принципа действия двухконтурной АЭС
Выделяемое в ходе цепной реакции тепло нагревает теплоноситель первого контура — воду, которая подаётся снизу в активную зону реактора с помощью циркуляционных насосов. Вода проходит по тысячам теплообменных трубок парогенератора и, отдав часть тепла второму контору, вновь поступает в активную зону. Так как давление второго контура ниже, вода в парогенераторе вскипает, образуя пар. Поступая в цилиндр высокого давления, а затем в цилиндры низкого давления, пар раскручивает турбину, которая, в свою очередь, вращает генератор, вырабатывая электричество.
Атомная электростанция имени Роберта Эммета Джинна
Большое давление, узловые и подвижные элементы системы, многократно усиливают риски повреждений. Одна из самых заметных аварий парогенератора произошла 25 января 1982 г. На АЭС «Джинна» с водо-водяным ядерным реактором электрической мощностью 515 МВт взорвалась труба парогенератора: в атмосферу вырвался радиоактивный пар, состоящий из криптона и ксенона.
При послеаварийном обследовании внутри парогегенератора обнаружили небольшую металлическую пластину, которая, по-видимому, была оставлена по небрежности во время технического обслуживания за несколько лет до инцидента. Из-за постоянной вибрации предмета в потоке воды трубки генератора получили серьезные повреждения, а в одной образовался продольный разрыв, через который 53 тонны воды первого контура протекло во второй.
Проблема целостности теплообменных трубок на зарубежных АЭС без особого успеха решается с момента зарождения отрасли «мирного атома». Для России эта задача тоже актуальна. Хотя используемая у нас двухконтурная схема безопаснее, чем, к примеру, одноконтурная на АЭС «Фукусима» — радиоактивные среды находятся внутри защитной оболочки, а в первом контуре нет пара, повышающего риск перегрева топлива — проблемы с парогенераторами распространены повсеместно.
Атомная электростанция близ города Балаково — одна из самых современных в мире и крупнейшая по мощности (4 000 МВт) в России
Блоки Балаковской АЭС несколько раз останавливались на внеплановый ремонт из-за некачественного проектирования, изготовления или эксплуатации элементов парогенератора, в которых возникали и развивались дефекты. Появление сквозных трещин в теплообменных трубках приводит к протечке воды из первого контура во второй и, в конечном итоге, останове блока на ремонт.
После обрыва теплообменных трубок на Нововоронежской АЭС в 2003 году простой длился пять месяцев. Через два года на этой же АЭС после аварийного срабатывания защиты отключился от сети турбогенератор четвёртого энергоблока. В тоже время дефекты в трубопроводе привели к остановке второго энергоблока на Южно-Украинской атомной электростанции. Утром 10 января 2010 года из-за аварии на парогенераторе был остановлен и выведен во внеплановый ремонт первый энергоблок Волгодонской АЭС.
Хотя радиационная безопасность станции для атомщиков всегда считается самым высоким приоритетом, превосходящим фактор производства электроэнергии и соблюдение графика работ, одних только намерений недостаточно для предотвращения инцидентов и аварий. Профессионализм персонала с лихвой нивелируется ошибками на стадии производства.
Атомные проекты
На фото выше представлены клапаны «ОКАН», которые стали частью сложной системы безопасности первого энергоблока Ленинградской АЭС-2 с водо-водяными энергетическими реакторами.
Клапаны установлены в системе трубопроводов для обеспечения всех пуско-остановочных режимов парогенераторов. На ЛАЭС-2 применены несколько дублирующих друг друга каналов систем безопасности: устройство локализации расплава, системы пассивного отвода тепла из-под оболочки реактора и от парогенераторов.
9 марта 2018 года энергоблок № 1 Ленинградской АЭС-2 выдал первые киловатт-часы электрической энергии в единую энергосистему страны
В мире ни одна из действующих АЭС не оснащена подобной конфигурацией систем безопасности. Ближайший аналог находится, вопреки названию, в Китае — на Тяньваньской АЭС. В основу Тяньваньская атомная электростанции положен российский проект: на станции аналогично ЛАЭС-2 в качестве теплоносителя и замедлителя нейтронов используется вода. В российско-китайском ядерном проекте «ОКАН» участвовал как субподрядчик.
Клапаны для Тяньваньской АЭС
«ОКАН» поставляет предохранительные и регулирующие клапаны, предназначенные для установки на паропроводы подачи свежего пара от парогенератора к турбине, задвижки низкого давления и задвижки высокого давления с пневмоприводом, и другие элементы, предназначенные для эксплуатации в системе паропроводов и системе пассивного отвода тепла через парогенераторы.
На фото выше — отсечные задвижки ЛАЭС-2, установленные после быстродействующего запорно-отсечного клапана (БЗОК) на паропроводе, соединяющем парогенератор и турбину. Задвижки предназначены для отсечения турбины от парогенератора. Всё это часть большой системы защиты атомной станции в аварийной ситуации.
В режиме нормальной эксплуатации пар поступает из парогенератора в турбину через БЗОК. При аварийной ситуации, в результате разрыва паропровода или превышения давления, происходит закрытие затвора (отсечение) БЗОКа и подача пара осуществляется не на турбину, а в клапан быстродействующей редукционной установки и клапаны импульсно-предохранительных устройств — далее пар (не радиоактивный) сбрасывается в атмосферу.
Стандарты, качество и видеонаблюдение
Плановое обслуживание трубопроводной арматуры
Решать проблемы постфактум, как правило, затратно и неэффективно. Поднять качество продукции на такой уровень, чтобы протечек в парогенераторах не было вовсе либо они находились на нижнем допустимом уровне, а также увеличить ресурс парогенераторов и снизить стоимость технического обслуживания, помогает тщательный контроль.
Один из этапов разработок на рынок Запада — радиографический контроль отливок в соответствии с нормами Американского общества инженеров механиков (ASME). Обновление стандартов ASME, в том числе по котлам и сосудам, работающим под давлением, происходит каждые три года и является значительным событием в отрасли стандартизации.
Все детали для АЭС проходят визуальный и измерительный контроль — в том числе замер шероховатости профилометром, контроль поверхности контакта «седло – золотник» затворного клапана, сборку и испытания на гидравлическом стенде. Одни только клапаны на разных стадиях производства проходят более десятка форм контроля согласно российским и международным стандартам.
Видеонаблюдение — значимая часть контроля качества производства. «ОКАН» использует Ivideon для мониторинга нахождения людей в опасной зоне при создании и тестировании деталей.
Облачная система распознавания лиц Ivideon не требует покупки и настройки дополнительных камер, и работает с тем оборудованием, которое уже установлено на точке наблюдения. Доступ предоставляется с любого компьютера. Достаточно знать пароль.
Не нужно держать штат специалистов для обслуживания оборудования — проблемы технического состояния решаются на стороне облака. Базовые настройки вынесены в интерфейс личного кабинета пользователя сервиса и могут быть изменены самостоятельно.
Ivideon Faces превращает громоздкую и уязвимую систему из локальных аналитических серверов в гибкую облачную. На практике это значит, что модуль распознавания практически не зависит от возможностей ИТ-инфраструктуры в офисе или на производстве.
Данил Декань, старший системный администратор «ОКАН»
«Безопасность имеет первостепенное значение на производстве. Защита по периметру, оповещение сотрудников о вторжениях и подозрительном поведении, включая нарушения техники безопасности, — обязательная часть системы видеонаблюдения.
На производственную линию могут заходить лица, не являющиеся сотрудниками — в этом случае придёт уведомление. Кроме того, даже среди самих сотрудников некоторым разрешается входить в определенные зоны объекта, а другим — нет.
Камеры помогут при расследовании происшествий. С ними проще определить, на ком лежит ответственность в инциденте, и организовать дальнейшую работу без ошибок».
