Новости

   Филиал РФЯЦ-ВНИИЭФ «НИИИС им. Ю.Е. Седакова» является одним из основных участников создания автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) для отечественных и зарубежных АЭС. Работы в этом направлении НИИИС ведет с 1999 года. В настоящее время более 1800 единиц оборудования АСУ ТП, изготовленных в НИИИС, успешно эксплуатируется на 18 новых и модернизированных энергоблоках АЭС.

Об истории создания, сфере применения, уникальности мозаичной панели и многом другом – в интервью с Дмитрием Шишовым.

   - Дмитрий Сергеевич, как устроена мозаичная панель и почему она так называется

- Основное назначение мозаичных панелей – применение в программно-технических средствах оперативно-диспетчерского управления АЭС для отображения мнемонической информации о состоянии и управлении технологическими процессами в режиме реального времени. Так как она собирается из дискретных элементов, ее называют мозаичной.

Панель представляет собой конструкцию, состоящую из прямоугольных ячеек стандартных размеров 25х50мм, 50х50мм, 25х100мм, 50х100мм, скрепленных между собой специальными деталями – вставками. В решетку панели, образуемую ячейками, с лицевой стороны установлены мозаичные элементы (корпуса): пассивные (пустые и с мнемосимволами) и активные (с элементами контроля и управления, то есть с платами и блоками управления). Корпуса крепятся внутри ячеек выступами-защелками на боковых стенках. На панели отображается мнемосхема контролируемого оборудования АЭС. На каждом блочном пункте управления АЭС - сотни светодиодных источников и управляющих элементов, которые информируют о том или ином состоянии и позволяют контролировать технологические процессы. Теоретически панель может применяться в любых отраслях промышленности.

   - Если обратиться к истокам, как родилась идея ее создания

- Мозаичная панель появилась в Европе достаточно давно, где-то в конце 80-ых - начале 90-ых годов прошлого века. Основное достоинство таких конструкций – эстетичность и эргономичность. Так как атомные станции в советское время были засекречены и кроме оператора турбины, оператора реактора, начальника смены и немногочисленного обслуживающего персонала никто вообще не видел систему управления, вопрос внешней привлекательности не стоял. Щит управления на АЭС в тот период представлял собой крашеный стальной лист с отверстиями, в которых устанавливались элементы контроля и управления, а элементы мнемосхемы наносились на этот лист краской. Для повышения конкурентоспособности перед разработчиками НИИИС была поставлена задача по созданию мозаичных конструкций. В 2002 году в институте в рамках первых зарубежных проектов было изготовлено пять комплектов мозаичных панелей индикации противопожарного состояния энергоблоков № 1 и № 2 АЭС «Тяньвань» (КНР). С момента первого применения мозаичные панели НИИИС являются неотъемлемой частью блочных пунктов управления российских АЭС и зарубежных АЭС российского дизайна.

В разработке мозаичной панели первого поколения участвовали мои старшие коллеги Олег Бояркин и Леонид Дементьев. Тогда конструкция НИИИС представляла собой дискретную систему из ячеек и корпусов. Она уступала по некоторым эстетическим параметрам зарубежным аналогам (между корпусами имелись зазоры 0,4 мм, а контурные элементы устанавливались вплотную), но зато обладала свойствами, которыми не обладала ни одна зарубежная мозаичная панель – функциональной прочностью и не поддерживала горение. Не потому, что за границей не знали, как это сделать, у них просто не было таких требований. У нас же предъявлялись очень жесткие требования по техническому заданию от заказчиков.

Но, как выяснилось в процессе эксплуатации, панель имела существенные недостатки. Главным из них являлось отсутствие возможности перестановки ячеек различных размеров в уже готовой панели, а также замены и перемещения пассивных корпусов по контуру собранного конструктива. Проектируя панель, разработчики не знали, что на этапе отладки оборудования возникнет необходимость что-то менять и переставлять. Корпуса же пассивные и активные (с платами) крепились с тыльной стороны панели планками с винтами и могли перемещаться и заменяться относительно легко.

Стал актуальным поиск конструкторских решений для усовершенствования мозаичной панели. Необходимо было удешевить и упростить сборку, обеспечить возможность замены и перемещения всех элементов панели, в том числе ячеек, устранить эстетические недостатки при сохранении прочностных характеристик. Потребовался мозговой штурм, и наш коллектив с задачей справился. Пилотный проект обновленной мозаичной панели реализован на Белорусской АЭС в 2015-2021 гг. Уникальность разработки была подтверждена патентом.

   - В чем преимущества и уникальность мозаичной панели НИИИС нового поколения

- Обновленная мозаичная панель обладает высокой прочностью, возможностью замены и перемещения всех ее элементов, не поддерживает горение. Она неоднократно проходила испытания на прочность к внешним воздействующим факторам (сейсмостойкость, устойчивость к воздействиям от удара падающего самолета и воздушной ударной волны) в разных базовых несущих конструкциях. Фрагментом нашей панели можно в стену бить, и ему ничего не будет!

Кроме того, поликарбонат, из которого сделана панель, в отличие от основной части полимеров, с течением длительного времени не теряет своих механических свойств и не меняет цвет, он не подвержен старению на протяжении 40 лет и более!

Мозаичные элементы выдерживают не менее 1000 циклов установки и демонтажа. Простота доступа к платам и контактным элементам обеспечивает удобство ее эксплуатации. Корпуса панели крепятся выступами-защелками внутри ячеек, теперь их не надо прикручивать винтами через планки, как было раньше. Соответственно, значительно упростились изготовление и сборка.

Новая конструкция позволяет убирать и переставлять любые ячейки в собранном виде, обеспечен доступ к контурной части мозаики. Лицевое поле из корпусов стало сплошным, без зазоров, что качественно повысило впечатление от внешнего вида.

   - Особенности изготовления мозаичной панели

- В НИИИС обеспечена высокая технологичность изготовления панели. Все детали мозаики изготавливаются методом литья под давлением поликарбоната. Используется материал в гранулах высокого качества отечественного производства. Очень тщательно подбирался цвет - мы используем светло-бежевый - считается, что он не утомляет глаза оператора. Оснастка, то есть пресс-формы - от чертежей до полной готовности к эксплуатации - также производится в нашем институте. В специальном конструкторском бюро разрабатывается документация и в соответствии с ней в инструментальном цехе изготавливаются пресс-формы. После этого в химическом цехе на литьевом участке производится настройка режимов работы литьевой машины с каждой конкретной пресс-формой. На одну отливку уходит всего несколько секунд! Кстати, платы, устанавливаемые в мозаичную панель, тоже изготавливаются в НИИИС.

   - Где применяется мозаика НИИИС нового поколения Что в планах

   - Мозаичная панель успешно функционирует в технических средствах оперативно-диспетчерского управления энергоблоков № 1 и 2 Белорусской АЭС и на модернизированном энергоблоке № 1 Калининской АЭС. Панели уже установлены на энергоблоках № 1 АЭС «Руппур», АЭС «Аккую», Курской АЭС-2, на остальные блоки этих АЭС ведется разработка и изготовление. Кроме того, в настоящее время ведется изготовление мозаичных панелей для модернизации энергоблока № 2 Калининской АЭС. Портфель заказов сформирован до 2035 года. Также мы рассчитываем внедрить дискретные кронштейны крепления мозаики в базовые несущие конструкции, изготавливаемые методом литья под давлением поликарбоната. До сих пор они делались из алюминия методом фрезерования, что достаточно дорого и трудоемко.

   - Фрагмент мозаичной панели демонстрируется на выставочных мероприятиях. Какие вопросы чаще всего задают посетители

- Один из самых распространенных вопросов – почему элементы мозаичной панели мы не печатаем на 3D-принтере Наш ответ – только на один энергоблок изготавливаются тысячи деталей мозаичной панели. Метод литья под давлением поликарбоната позволяет выдерживать необходимый темп. Трудно представить, сколько нужно 3D-принтеров, чтобы изготовить нужное количество деталей! И большой вопрос - существуют ли материалы для 3D-принтеров, отвечающие заданным требованиям к качеству деталей.

Второй вопрос - почему не используем сенсорные экраны Дело все в том, что они не обладают необходимой прочностью конструкции. Кроме того, для функционирования сенсорных экранов необходимы компьютеры и программное обеспечение, а такая система подвержена кибератакам. Система, в которую входит мозаичная панель, работает без программного обеспечения, имея непосредственную связь с работой агрегатов.

Получается, в настоящее время мозаичная панель НИИИС - самый безупречный вариант для обеспечения безопасной работы АЭС!