Zamenjava digitalnega kontrolnega sistema turbine (DEH), sistema zaustavitve turbine v sili (ETS) in kontrolnega sistema pregrelnika in ločevalnika pare (MSR)

Namen projekta je bila zamenjava sistema krmiljenja turbine (TCS) v NEK. Od časa izgradnje elektrarne do prvega zagona leta 1981, se je nadzor nad TG (turbina-generator) izvajal z DEH (digitalni elektro hidravlični) Mod II kontrolnim sistemom, ki je bil zasnovan v 70-ih letih in je temeljil na P2500 CPU in večjem številu I/O krmilnikov in modulov. CPU P2500 in pripadajoči krmilniki so bili zgrajeni z diskretnimi TTL komponentami (TTL tranzistorska logika), procesor P2500 pa je imel 64k od 16-bitnih besed pomnilnika feritnega jedra. Za ta čas je imel DEH Mod II sofisticiran vmesnik v MCR (glavna kontrolna soba), ki je temeljil na digitalnih funkcijskih tipkovnicah, alfa numeričnem črno-belem CRT monitorju in tiskalniku.

Po osemindvajsetih letih delovanja in ostalih razlogov, se je NEK odločila, da bo zamenjala stari sistem DEH II Mod II s sistemom DCS (distribucijski nadzorni sistem), ki temelji na novi Emerson Ovation redundantni platformi za nadzor in spremljanje. Novi sistem pa je poimenovan PDEH (Programirabilni digitalni elektro hidravlični) TCS.

Projekt je zajemal izvedbo PDEH sistema na treh aplikacijskih platformah: BG KFSS (programski del simulatorja NEK), FG KFSS (ospredje simulatorja NEK) in dejanski PDEH sistem nameščen v pogonu. Na platformo BG KFSS se dostopa preko aplikacijskega vmesnika, medtem ko se v FG KFSS nahaja popolna funkcionalna kopija opreme v kontrolni sobi NEK, katera se uporablja za usposabljanje operaterjev.

Novi PDEH sistem je bil nameščen na obeh KFSS platformah (BG in FG) oktobra-novembra 2008; v obdobju od januarja do marca 2009 so bila opravljena pred remontna ali inštalacijska dela med obratovanjem; medtem ko je bil stari DEH Mod II umaknjen iz obratovanja in novi PDEH nameščen med remontom aprila 2009 ter testiran maja 2009.

Slika 1: Oprema starega DEH sistema in NEK MCB HMI turbinskega nadzora z označbo, kaj se bo odstranilo

Slika 2: Nova PDEH MCB HMI oprema

Obseg projekta je zajemal zamenjavo osnovnega DEH mod I sistema in dodatnih funkcionalnih elementov:

• Zamenjava obstoječega DEH Mod II z novim PDEH sistemom, ki ga je zasnoval Westinghouse Electric Corporation na platformi Emerson Ovation DCS. Izvedenih je bilo več funkcionalnih in HMI izboljšav v primerjavi z obstoječim DEH Mod II TCS.
• Zamenjava obstoječega sistema zaustavitve turbine v sili (ETS) z več funkcionalnimi in HMI izboljšavami v primerjavi z obstoječim turbinskim ETS. Vključene so bile tudi zamenjave hidravličnega krmilnega sistema - enojni oddajniki so bili zamenjani s kolektorji s podvojenimi ali potrojenimi senzorji, ki omogočajo redundanco in vzdrževanje okvarjenih senzorjev med obratovanjem.
• Zamenjava obstoječega kontrolnega sistema predgrevalnika in ločevalnika pare (MSR) z več funkcionalnimi, zanesljivimi in HMI izboljšavami v primerjavi z obstoječim MSR.
• Kontrolne in indikatorske svetilke, ki so bile uporabljene za daljinsko upravljanje in testiranje 12 EX (odvzemna para) ventilov, so bile odstranjene iz ene od nadzornih plošč MCR in integrirane znotraj novega PDEH. Tudi več HMI izboljšav v primerjavi z obstoječimi ročnimi krmilniki na nadzorni plošči MCR, je bilo nameščenih za MCB (glavna nadzorna plošča), sekcija A.
• Daljinsko upravljanje in nadzor sistema za izpihovanje vodika glavnega generatorja, je bilo dodano ne novi PDEH sistem.
• Izvedba novega PDEH sistema (FG in BG) na simulatorju NEK.

Siprov obseg dela je bil električni, instrumentacijski in strojni dizajn potreben za integracijo PDEH opreme v procesu NEK, kar je bilo predloženo preko modifikacijskega paketa. Sipro je vršil inženirsko podporo Westinghouse-u in izvajalcu tekom faz projektiranja, vgradnje in izvedbe del. Ob koncu del je Sipro pripravil pakete dokumentacije izvedenih del in tehničnih poročil ter predal našteto naročniku.

          Vodja projekta: Marko Šegula, univ.dipl.inž.el.

Nadgradnja varnostnega napajanja z vgradnjo tretjega dizel generatorja

Projektirali smo dodatni vir varnostnega napajanja v NEK, kjer se je vgradil nov 4,5 MW dizelski generator (DG3) skupaj z vsemi podpornimi sistemi. Nameščen je bil v novo zgradbo (BB1), katera je zasnovana po seizmičnem kriteriju najvišje stopnje (Seismic Category I) in je zaščitena proti padcu letala, potencialnem razlitju letalskega goriva ter možnimi poplavami. V stavbo je vgrajen dizel generator ter njegovi pomožni sistemi in oprema (6,3 kV stikališče, baterija, baterijski napajalnik, motorni kontrolni sistemi, distribucijski paneli ter ostala elektro/strojna oprema). 

Slika 1: BB1 zgradba

Generator DG3 je zasnovan tako, da lahko deluje kot glavni vir ob izgubi napajanja iz električnega omrežja ali kot nadomestni vir napajanja ob možni izgubi obstoječih generatorjev (DG1 ali DG2).

Zasnovan in izveden je bil podzemni rezervoar za sedemdnevno zalogo dizelskega goriva v seizmični kategoriji 1 skupaj s črpalnim in pretakalnim  sistemom.

Nov električni podzemni kanal, ki povezuje zgradbo BB1 in vmesno zgradbo (IB) je bil izdelan za povezavo s kabli med BB1 in nuklearnim otokom.

Slika 2: DG3

V glavni kontrolni sobi nuklearne elektrarne je bil dograjen kontrolni in nadzorni sistem skupaj z novim panelom upravljanja (seizmične kategorije 1). V obstoječem stikališču so dodani novi vakuumski odklopniki ter zaščitni releji za pretokovno zaščito kablov in tokovni transformatorji za diferenčno zaščito.

Sipro je izvajal projektantske aktivnosti in projektantski nadzor.

Vodja projekta: Božidar Linke, univ.dipl.inž.el

Nadzor staranja NEK (Fazi I in II)

Nuklearna elektrarna Krško (NEK) izvaja projekt Aging Management Review (AMR), ki naj bi zagotovil celovit pregled sistemov komponent in struktur (SSC) na elektrarni ter njihove zahtevane funkcije v smislu zagotavljanja izvajanja zahtevanih varnostnih funkcij, za katere so predvideni, dizajnirani in uporabljeni.

V preteklosti je že bila izvedena prva faza tega projekta (Aging Management Scoping and Screening), v katerem je bila določena metodologija izbora SSC, ki je znotraj obsega predvidenega pregleda AMR. Končni produkt prve faze projekta je AATS podatkovna baza, ki je kot orodje uporabljeno v fazi pregledovanja in izdelave AMP oz. AMR.

Izhodišče za proces AMR oz. celotnega AMP je NRC regulativa ter ameriški pristop podaljšanja obratovalnega dovoljenja elektrarn (License Renewal Process – LR), ki temelji na 10 CFR 54. Glede na to, da je ameriška regulativa tudi sicer pogosto uporabljena v NEK in nasploh v nuklearni industriji, in glede na to, da je proces ustaljen in velikokrat uporabljen v praksi ameriških elektrarn, je bilo sprejeto, da je to najprimernejša oblika tudi za NEK.

Običajna praksa za ameriške elektrarne je podaljšanje življenjske dobe za 20 let. Pri tem pa je potrebno poudariti, da je AMR glavni in poglavitni sestavni del dokumentacije, ki jo elektrarna preda NRC ob predložitvi vloge za podaljšanje.

AMP temelji na NRC regulativi ki je osnova za podaljšanje obratovalnega dovoljenja elektrarn (License Renewal Process – LR, 10 CFR 54). Zajema dve področji in sicer:

• Pregled elektrarne (IPA – Integrated Plant Assessment)
• Pregled časovno omejenih analiz (TLAA – Time Limited Aging Analyses)

Pregled je sestavljen iz dveh delov Scoping&Screening ter Review. Sistemi, strukture in komponente (SSC), ki so v obsegu AMP, so določene znotraj Scoping&Screening projekta, sam pregled procesov staranja ter ustreznega upravljanja pa se izvrši v fazi Review Projekta (AMR). Neodvisno od pregleda SSC se pregledajo še TLAA (Time Limited Aging Anylyses) analize, to so analize, kjer je projektna življenjska doba kot kontribut oz. vhodna predpostavka v analizi. SSC, ki jih AMP obravnava so t.i. »passive, long-lived components«.

Slika: Sipro team na projektu AMR

 V Sipru izvajamo dela na strojnem področju projekta "Aging Management Review", kot pogodbeni izvajalec podjetja Westinghouse, ki je nosilec celotnega projekta za NEK.

                                                                        Vodja projekta: Matjaž Pleteršek, univ.dipl.inž.str. 

Tovorno dvigalo v turbinski zgradbi

Izdelan je bil projekt na ključ (»turn-key«) vgradnje dvigala za transport opreme in materiala v turbinski zgradbi NEK. Projekt, katerega naročnik je NEK, vključuje projektno dokumentacijo, nabavo opreme, montažo, testiranje in usposabljanje ljudi iz NEK za obratovanje in vzdrževanje dvigala.

Slika 2: Dvigalo za transport materiala v turbinski zgradbi

Modifikacija ima oznako 531-AB-L in ni v varnostnem razredu Nuclear Safety Related. Dvigalo je izdelal ALIMAK, Colle di Val D'Elsa, Italija, tip CM15/60. Ima nosilnost 1500 kg in dimenzije transportne platforme 1,5 x 6 m. Uporabljalo se bo za transport materiala v treh etažah, do višine 15 m. Projekt zajema električno napajanje, avtomatiko, statiko konstrukcije, varstvo pri delu in je v skladu z vsemi predpisi, ki izhajajo iz lokalne zakonodaje za uporabo dvigal, ter navsezadnje s predpisi NEK.

                                                                             Vodja projekta: Mladen Debeljak, univ.dipl.inž.str.

Vgradnja sistema Ex-Vessel Neutron Dosimetry (EVND)

SIPRO je kot podizvajalec Westinghousa za NE Krško izdelal projektno dokumentacijo za vgradnjo sistema Ex-Vessel Neutron Dosimetry (EVND). EVND je dodatni merilni sistem hitrih nevtronov, ki nadgrajuje obstoječi program nadzorovanja materiala reaktorske posode.

Osnovni problem je v nadzorovanju krhkosti materiala zaradi izpostavljenosti hitrih nevtronov. Nevtron, ki udari v jedro, mu preda energijo in degradira strukturo materiala preden se ustavi ter s tem povzročajo krhkost. Pojav vpliva na NDT temperaturo, ki povzroča krhki zlom tudi pri višjih temperaturah. EVND sistem se vgradi zunaj reaktorske posode v kolobarju proti biološkemu ščitu, kar omogoča enostavno odstranjevanje in zamenjavo dozimetrov. Senzorji so nameščeni na diskretnih lokacijah za označevanje nevtronskih sprememb energijskega spektra aksialno in v smeri azimuta. Ko bodo odstranjene kapsule za notranji nadzor, bodo kalkulacije transporta nevtronov na osnovi EVND meritev omogočale ocenjevanje gradientov krhkosti reaktorske posode. Verige iz nerjavečega jekla se uporabljajo za namestitev dozimetrov za dopolnjevanje podatkov med diskretnimi lokacijami, izbranih za določitev spektra. Sprememba je izvedena v remontu 2009.

Slika 1 – Krhkost v primerjavi z iztegljivostjo  

Vodja projekta: Mladen Debeljak, univ.dipl.inž.str.    

Zamenjava “Syncro Verifier” relejev in prestavitev NN varovalk

Namen modifikacije 709-EE-L je bila zamenjava dotrajanih relejev za zaznavanje sinhronizacije različnih omrežij pri izvedbi postopka ''Fast Transfer'', t.j. prestavitev napajanja 6,3 kV zbiralk lastne rabe iz transformatorjev T1 in T2 na transformator T3. Ker sta T1 in T2 napajana direktno iz generatorja, T3 pa iz zunanjega omrežja, se lahko pojavi razlika v faznem kotu napetosti, ki bi neugodno vplivala na porabnike.

»Synchro Verifier« releji z enim kontaktom poskrbijo za blokado v kontrolni logiki odklopnikov in preprečijo zapiranje v primeru nesinhronizma. Obstoječi »Synchro Verifier« releji so sicer delovali, vendar se pojavljala močna nemirnost zaprtega kontakta, kar je povzročalo probleme pri izvajanju »Fast Transfer«-ja, ko se tudi pri popolni sinhronosti ni izvedel preklop napajanja. Z modifikacijo se je osem relejev zamenjalo z novimi, tehnično izboljšanimi releji, ki pa so zahtevali napajanje, kakršno pri obstoječih ni bilo potrebno. 

S prestavitvijo NN (nizkonapetostnih) varovalk napajanja tokokrogov indikacije napetosti je poskrbljeno za večjo varnost za vzdrževalno osebje, saj so se doslej te varovalke nahajale pod istim pokrovom kot VN (visokonapetostne) varovalke. V primeru zamenjave NN varovalk ali izvajanja meritev obstaja nevarnost električnega udara, če se ne izklopijo VN varovalke, kar pa pomeni izpad celotne servisne zbiralke. Zato so se NN varovalke prestavile na nenevarno mesto znotraj iste zbiralke, pri čemer je bilo treba izvesti novo kabliranje.

Slika 1: "Synchro Verifier" releji

                                                                Odgovorni vodja projekta: Matjaž Stanko, dipl.inž.el.