Polski przemysł dla energetyki jądrowej. Szkolenia dla firm, które chcą wziąć udział w budowie elektrowni atomowej

Budowa elektrowni jądrowej w Polsce będzie wielkim projektem infrastrukturalnym. Wynika to już z samej skali przedsięwzięcia – realizacja samego tylko „Programu polskiej energetyki jądrowej” (PPEJ) zdefiniowanego w uchwale Rady Ministrów wymagać będzie budowy co najmniej sześciu dużych bloków energetycznych, będących największymi jednostkami w historii polskiej energetyki – a przecież szereg inwestorów wskazuje także na możliwość budowy innych instalacji energetyki jądrowej równolegle do realizacji programu rządowego. Czyni to uczestnictwo w realizacji a następnie eksploatacji obiektów energetyki jądrowych atrakcyjną perspektywą dla polskich firm, w tym budowlanych, montażowych i dostawców urządzeń. Jednocześnie jednak, mimo iż polski przemysł posiada całkiem spore jak na kraj nieposiadający własnej energetyki jądrowej doświadczenie w pracy na rzecz sektora jądrowego, oczywistym jest, że podmioty pragnące realizować istotne zakresy prac na rzecz nowobudowanych polskich elektrowni jądrowych będą musiały poczynić znaczące przygotowania, aby sprostać specyficznym wymaganiom tego sektora. 

Izba Gospodarcza Energetyki i Środowiska wraz z Siecią Badawczą Łukasiewicz – Instytut Spawalnictwa przy współpracy z Wydziałem Inżynierii Lądowej Politechniki Warszawskiej organizuje na zlecenie Ministerstwa Klimatu i Środowiska cykl szkoleń dla przedsiębiorców zainteresowanych udziałem w budowie polskiej elektrowni atomowej. Odbędą się one w dwóch terminach 14-18.11.2023 i 28.11-2.12.2022 w Warszawie – udział bezpłatny.

Szkolenia przeznaczone są przede wszystkim dla firm, które nie posiadają doświadczenia w pracach na rzecz budowy cywilnej energetyki jądrowej ale również dla tych, które realizują już prace w tym sektorze a chciałyby zdobyć wiedzę umożliwiającą zawarcie nowych kontraktów na budowach i modernizacjach elektrowni jądrowych.

W grę wchodzą prace budowlane, produkcja i montaż komponentów elektrycznych, produkcja i montaż komponentów metalowych

Celem szkoleń jest  podniesienie kompetencji polskiego przemysłu i zapoznanie przedsiębiorstw z wymogami biznesowymi oraz technicznymi w cywilnej energetyce jądrowej, tak aby polskie firmy miały jak największe możliwości włączenia się w łańcuchy dostaw, zarówno w Polskim Programie Energetyki Jądrowej jak i w budowach elektrowni za granicą.

Z jednej strony budowa elektrowni jądrowej nie odróżnia się bardzo istotnie od budowy instalacji konwencjonalnej. Z wyjątkiem wyspy reaktorowej, blok jądrowy jest typowym blokiem parowym, wymagającym dokładnie takiego samego zakresu prac, co w elektrowni konwencjonalnej. Olbrzymia większość czynności realizowanych podczas budowy czy eksploatacji takiego obiektu nie odróżnia się od tych prowadzonych w energetyce konwencjonalnej. Z drugiej jednak strony branża jądrowa rządzi się bardzo szczególnymi zasadami, w szczególności w zakresie zapewnienia jakości i dokumentacji prowadzonych prac. Dotyczy to w szczególności tzw. elementów i konstrukcji wpływających na bezpieczeństwo jądrowe, gdzie normy są szczególnie wyśrubowane, ale w praktyce wyższe standardy jakościowe są w jakimś stopniu egzekwowane od praktycznie wszystkich wykonawców funkcjonujących na budowie elektrowni jądrowej czy na jej terenie w fazie eksploatacji.

Niezależnie od wykorzystywanego systemu norm i przepisów – który zależy od konkretnej konstrukcji oraz kraju – można zdefiniować pewne ogólne zasady rządzące realizacją prac i dostaw na rzecz energetyki jądrowej, w szczególności elementów mających wpływ na bezpieczeństwo.

• Kultura bezpieczeństwa. Konieczność wdrożenia i utrzymania specyficznej kultury pracy w organizacji jest jednym z kluczowych wymagań sektora. Istnieje szereg definicji kultury bezpieczeństwa w odniesieniu do instalacji jądrowych; jedna z nich mówi, że „kultura bezpieczeństwa to zespół charakterystyk i postaw w organizacjach i wśród pojedynczych osób, zapewniający, że najwyższym priorytetem jest to, by kwestiom związanym z bezpieczeństwem jądrowym obiektu poświęcana była uwaga właściwa dla ich znaczenia”. Teoretycznie brzmi to podobnie jak polityka bezpieczeństwa deklarowana w licznych innych branżach przemysłu, w praktyce jednak drobiazgowe podejście do bezpieczeństwa w energetyce jądrowej wykracza poza podejście znane z innych branż, a wprowadzenie w organizacji kultury, w której wszelkie zdarzenia czy niezgodności mogące mieć potencjalny wpływ na bezpieczeństwo prowadzą do właściwych reakcji i nie są ignorowane na żadnym szczeblu, jest warunkiem udanej realizacji prac.
• Zapewnienie jakości. Do jakości urządzeń dla energetyki jądrowej, w szczególności mających wpływ na bezpieczeństwo jądrowe, a także jakości realizowanych w obrębie związanych z bezpieczeństwem układów przykładane jest szczególne znaczenie. W związku z tym wszelkie realizowane prace poddawane są kontroli o szczegółowości rzadko spotykanej w innych branżach. Wiąże się to na przykład z bardzo dużą liczbą punktów świadka we wszystkich procesach, a także szczególnymi procedurami zarządzania niezgodnościami i bardzo restrykcyjnymi wymogami w zakresie dokumentacji. Jest to podyktowane zarówno formalną i rzeczywistą troską o bezpieczeństwo, jak i względami pragmatycznymi. Wykrycie nieprawidłowości lub braków w dokumentacji zainstalowanych już urządzeń lub wykonanych prac prowadzić może w najlepszym przypadku do istotnych opóźnień w realizacji instalacji, a czasami do konieczności ich powtórzenia. Przykładem zdarzenia tego rodzaju było niedawne kilkumiesięczne opóźnienie rozpoczęcia procesu uruchamiania nowego bloku Vogtle-3 w Stanach Zjednoczonych wywołane właśnie niekompletnością dokumentacji. Znane są także przypadki wstrzymywania eksploatacji bloków wskutek wykrycia dostaw nieprawidłowych elementów, co w większości przypadków oznacza także właśnie braki w dokumentacji.

Szczegółową realizacją wyżej opisanych zagadnień ogólnych rządzą różnego rodzaju przepisy i normy. Są to w szczególności:

• zapisy ustawodawstwa krajowego, w szczególności krajowego prawa atomowego i związanych aktów wykonawczych;
• przepisy wprowadzone przez dozór jądrowy kraju, w którym realizowany i eksploatowany jest obiekt jądrowy (plus ewentualnie organy dozoru technicznego, jeśli takie w danym kraju funkcjonują);
• wytyczne zawarte w ogólnych dokumentach Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej;
• ogólne normy zapewnienia jakości w sektorze jądrowym, takie jak ISO 19443 (stanowiąca rozszerzenie powszechnie stosowanej ISO 9001 na zagadnienia związane z sektorem jądrowym) czy amerykańska ASME NQA-1;
• szczególne rodziny norm sektora jądrowego dla poszczególnych branż i rodzajów dostaw, takie jak amerykańskie ASME BPVC Section III dla urządzeń ciśnieniowych, szczególne normy IEEE dla branży elektrycznej czy francuskie rodziny norm AFCEN dla wszystkich branż (zob. też niżej);
• szczególne wymagania obowiązujące w organizacji generalnego wykonawcy instalacji, dostawcy technologii (który może ale nie musi być tym samym podmiotem) lub – w przypadku instalacji znajdujących się już w ruchu – u operatora.

Z perspektywy polskich podmiotów pragnących ubiegać się o zamówienia w sektorze jądrowym szczególnie problematyczne na dziś są rodziny norm sektorowych. Jest tak dlatego, że różni dostawcy technologii stosują różne rodziny norm, a w chwili obecnej nie jest jeszcze znany dostawca technologii dla pierwszej lub pierwszych polskich elektrowni jądrowych. Biorąc pod uwagę, że proces przygotowania przedsiębiorstwa do realizacji prac i dostaw zgodnych z danym porządkiem normalizacyjnym jest długotrwały i kosztowny, trudno wyobrazić sobie jednoczesne przygotowywanie się „na wszelki wypadek” do kilku różnych systemów, choć jednocześnie warto zauważyć, że może okazać się to konieczne, jeśli nie wszystkie obiekty będą powstawać w technologii pochodzącej z jednego kraju. Teoretycznie w PPEJ zapisano jednego dostawcę dla obu realizowanych w ramach Programu elektrowni, ale nie wyklucza to budowy obiektów nieuwzględnionych w PPEJ z użyciem innej technologii (a takie deklaracje wszak padają już ze strony szeregu zainteresowanych stron), poza tym ostatnie doniesienia medialne sugerują, że co najmniej rozważana jest możliwość budowy dwóch elektrowni z użyciem różnych technologii.

W dającej się przewidzieć przyszłości, przedmiotem oferty dla polskich inwestorów – zarówno spółki Polskie Elektrownie Jądrowe realizującej zapisy PPEJ, jak i innych inwestorów realizujących inne inwestycje – są lub mogą być technologie pochodzące z trzech krajów: Stanów Zjednoczonych (reaktor Westinghouse AP1000 dla PPEJ a także potencjalnie tzw. „małe reaktory modułowe” GE-Hitachi BWRX 300 oraz NuScale VOYGR), Francji (reaktor Framatome EPR) oraz Korei (reaktor KHNP APR1400). W każdym z tych krajów sektor jądrowy wypracował swoje własne rodziny norm branżowych według których projektowane i realizowane są instalacje jądrowe. Należy oczekiwać, że inwestycje realizowane w Polsce będą wykorzystywać standardowe rozwiązania tych dostawców i nie będą w szczególny sposób przeprojektowywane z uwzględnieniem szczególnych lokalnych wymagań – także dlatego, że takowe nie istnieją. Poniżej zestawiono ogólnie normy stosowane we wspomnianych trzech krajach.

Do realizacji konstrukcji amerykańskich stosowane są przede wszystkim normy Amerykańskiego Stowarzyszenia Inżynierów Mechaników (ASME) oraz – w branży elektrycznej – IEEE.

• W projektowaniu i realizacji znajduje zastosowanie przede wszystkim rozdział III (Section III) ze zbioru ASME Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC) opisujący zasady konstruowania instalacji jądrowych. Obejmuje on szczegółowe wytyczne dla elementów trzech klas bezpieczeństwa definiowanych w podejściu amerykańskim oraz elementów poza tymi klasami. Mimo nieco mylącej nazwy ASME BPVC Section III obejmuje nie tylko wymagania dla urządzeń ciśnieniowych, ale także dla betonowych obudów bezpieczeństwa reaktorów jądrowych.
• W toku eksploatacji jądrowych stosowany jest rozdział XI (BPVC Section XI) określający zasady prowadzenia przeglądów elementów eksploatowanych elektrowni jądrowych.
• We właściwym zakresie stosowane są także przepisy innych rozdziałów ASME BPVC, które nie są dedykowane wyłącznie instalacjom jądrowym, szczególnie V (badania nieniszczące), VIII (zasady konstruowania zbiorników ciśnieniowych) oraz IX (kwalifikacja połączeń spawanych).
• Postanowienia ASME BPVC dotyczące elektrowni jądrowych wykorzystują także zapisy normy jakościowej dla energetyki jądrowej ASME NQA-1, a także zapisy dotyczące kwalifikacji inspektorów ASME QAI-1 oraz normę określającą zasady prowadzenia probabilistycznej oceny ryzyka ASME RA-S.
• Postanowienia ASME BPV Code odwołują się także do licznych konwencjonalnych norm technicznych opracowywanych przez różne organizacje:
  • w zakresie rurociągów i armatury do norm ASME serii B;
  • w zakresie armatury do norm MSS (Manufacturer’s Standardization Society of Valve and Fittings Industry);
  • w zakresie robót budowlanych do norm ACI (American Concrete Institute) oraz norm CRD opracowanych przez US Army Corps of Engineers;
  • w zakresie materiałów do norm ASTM (American Society for Testing and Materials),
  • w zakresie badań nieniszczących do norm ANST (American Society for Nondestructive Testing and Materials);
  • w zakresie połączeń spawanych do norm AWS (American Welding Society).

Poza opracowaniem norm i standardów, ASME prowadzi także proces certyfikacji elementów przewidzianych do stosowania w energetyce jądrowej. Wydawane certyfikaty, tzw. N-type Certificates of Authorization przyznawane są przedsiębiorstwom, które przeszły rygorystyczny proces potwierdzający wdrożenie przez nie właściwego systemu zapewnienia jakości. Producent posiadający taki certyfikat uzyskuje prawo do oznaczania wytworzonych przez siebie urządzeń, części i podzespołów specjalnym znakiem Certification Mark, potwierdzającym ich zgodność z zapisami BPV Code Section III. Wydawanych jest siedem szczególnych typów certyfikatów dotyczących różnych typów działalności:

• N – dla zbiorników, pomp, armatury, układów rurociągów, konstrukcji wsporczych rdzenia reaktora, betonowych obudów bezpieczeństwa oraz pojemników transportowych,
• NA – dla montażu (zarówno warsztatowego jak i na miejscu instalacji) wszelkich elementów i urządzeń,
• NPT – dla części, podzespołów, cylindrycznych odcinków rur oraz podzespołów rurociągów,
• NS – dla konstrukcji wsporczych,
• NV – dla zaworów nadmiarowych umożliwiających zrzut nadmiernego ciśnienia,
• N3 – dla pojemników transportowych i magazynowych,
• OWN – dla właścicieli elektrowni jądrowych.

W branży elektrycznej w konstrukcjach amerykańskich stosowane są normy amerykańskiego Instytutu Inżynierów Elektryków i Elektroników (ang. Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE). W zakresie przemysłu jądrowego, IEEE opracowuje standardy dotyczące projektowania i wykonawstwa urządzeń i instalacji elektrycznych i elektronicznych stosowanych w elektrowniach jądrowych, w tym urządzeń i instalacji klasyfikowanych jako tzw. Class 1E, czyli stanowiących elementy układu zasilania najważniejszych odbiorników wpływających na bezpieczeństwo jądrowe i ochronę radiologiczną, także w stanach awaryjnych (np. układy awaryjnego zasilania systemów bezpieczeństwa reaktora).

Opisane normy znajdują zastosowanie przy realizacji instalacji z reaktorami Westinghouse AP1000; należy oczekiwać, że będą także stosowane przy ewentualnej realizacji amerykańskich reaktorów klasy SMR: GE Hitachi BWRX-300 oraz NuScale VOYGR.

W przypadku konstrukcji francuskich stosowane są normy opracowywane przez stowarzyszenie AFCEN:

• RCC-M: Zasady projektowania i konstrukcji elementów mechanicznych dla wysp jądrowych z reaktorami wodnymi ciśnieniowymi;
• RCC-E: Zasady projektowania i wytwarzania urządzeń i układów elektrycznych oraz AKPiA;
• RCC-CW: Zasady projektowania i realizacji robót budowlanych na obszarze wysp jądrowych z reaktorami wodnymi ciśnieniowymi;
• RCC-C: Zasady projektowania i produkcji zestawów paliwowych dla elektrowni jądrowych z reaktorami wodnymi ciśnieniowymi;
• RCC-F: Zasady projektowania i wykonawstwa układów przeciwpożarowych
  dla instalacji jądrowych z reaktorami wodnymi ciśnieniowymi;
• RCC-MRx: Zasady projektowania i produkcji elementów mechanicznych
  w konstrukcjach pracujących w wysokiej temperaturze, reaktorów badawczych
  oraz reaktorów do syntezy jądrowej;
• RSE-M: Zasady prowadzenia przeglądów elementów mechanicznych wysp jądrowych z reaktorami PWR znajdujących się w eksploatacji.

W kwestiach niewymagających szczególnego podejścia, standardy AFCEN odnoszą się
do konwencjonalnych norm technicznych: norm francuskich NF (w tym w wielu wypadkach do europejskich NF EN lub NF ISO), norm międzynarodowych ISO oraz norm amerykańskich ASME, ANSI, ASTM oraz AWS.

W zakresie zarządzania jakością stosowana jest norma ISO 19443.

W przypadku konstrukcji koreańskich stosowana jest rodzina norm KEPIC (Korea Electric Power Industry Code). W swojej części poświęconej energetyce jądrowej, KEPIC stanowi zasadniczo wybór i adaptację norm zagranicznych, głównie amerykańskich ASME oraz IEEE, wykorzystywanych na podstawie stosownej licencji. Główne części KEPIC odnoszące się do energetyki jądrowej to:

• KEPIC-Q – poświęcona zagadnieniom zapewnienia jakości;
• KEPIC-M – dla branży mechanicznej, w tym w zakresie prób i przeglądów;
• KEPIC-E – dla branży elektrycznej oraz AKPiA;
• KEPIC-S – dla konstrukcji budowlanych;
• KEPIC-N – poświęcona projektowaniu elektrowni jądrowych, ochronie radiologicznej, postępowaniu z odpadami promieniotwórczymi, analizom bezpieczeństwa oraz paliwom jądrowym;
• KEPIC-F – dotycząca ochrony przeciwpożarowej.

Należy zwrócić uwagę, że we wszystkich trzech przypadkach (relatywnie najmniej w przypadku AFCEN) dla określonych branż zachodzi konieczność korzystania z norm wywodzących się z USA, co może rodzić dodatkowe wyzwania dla polskich przedsiębiorstw. Na dziś jednak najbardziej problematyczna jest wspomniana już kwestia wyboru właściwego porządku normalizacyjnego, której nie da się rozstrzygnąć, dopóki władze polskie nie dokonają wiążącego wyboru dostawcy technologii jądrowej, co powinno nastąpić jeszcze w tym roku.

Warto też jednak podkreślić, że dostosowanie krajowego przemysłu o ograniczonym doświadczeniu w obszarze technologii jądrowych do wymagań sektora jest jak najbardziej możliwe. Skrajnym przypadkiem o tym świadczącym jest przemysł francuski i koreański, który w bardzo dużym stopniu „uczył się” branży jądrowej w procesie transferu technologii amerykańskich reaktorów ciśnieniowych. Nie ma żadnego powodu, by polski przemysł nie był w stanie sobie poradzić z tym zagadnieniem w najbliższej przyszłości.

Szczegóły na temat wzięcia udziały w bezpłatnych szkoleniach znajdują się na stronie: https://szkolenia-nuclear.pl/

Zapraszamy do udziału!

Źródło: Izba Gospodarcza Energetyki i Środowiska