CC BY
37
ГЛОБАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, 2013 №4(9), С.77-81
_ СОЦИАЛЬНО-ПРАВОВЫЕ АСПЕКТЫ РАЗВИТИЯ _
--ТЕРРИТОРИЙ РАЗМЕЩЕНИЯ АЭС
УДК [001.89:37]:621.311.25
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ УСТАНОВКИ ФРАГМЕНТАЦИИ РАДИОАКТИВНЫХ ПЕНАЛОВ
© 2013 г. С.А. Томилин, А.И. Берела, А.Г. Федотов, О.Л. Приходько
Волгодонский инженерно-технический институт - филиал Национального исследовательского ядерного
университета «МИФИ», Волгодонск, Ростовская обл.
Поступила в редакцию 13.12.2013 г.
В работе рассмотрен опыт совместного выполнения научно-исследовательской работы студентами, обучающимися по программам среднего и высшего профессионального образования, при проектировании установки фрагментации радиоактивных пеналов для их хранения в защитных контейнерах.
Ключевые слова: научно-исследовательская работа студентов, современные образовательные технологии, блок атомной станции, вывод из эксплуатации; проектирование, фрагментация радиоактивных пеналов.
В современных условиях интеллектуализации производственных технологий необходим приток молодых специалистов, компетентно готовых к данным требованиям. Подготовка таких специалистов в образовательных учреждениях на базе традиционных педагогических технологий, направленных, в основном, на преподнесение и усвоение готовых знаний, не может в полной мере сформировать выпускников необходимого уровня. Требуется совершенствование образовательных технологий в направлении улучшения формирования интеллектуальной культуры и развития творческих способностей обучающихся, основанных на концепции творческой деятельности студентов, их умении работать в команде, быть готовыми к реализации общекультурных и профессиональных компетенций в условиях реального производства.
В настоящее время условие компетентности преподавателя в своей предметной области является недостаточным для образовательного процесса, поскольку существуют альтернативные информационные источники и ресурсы, доступные обучающимся. Функции преподавателя теперь не сводятся к простому алгоритму «изложение материала - проверка знаний», он выступает в роли наставника, который мотивирует студентов к обучению и формирует его образовательную траекторию с учетом личностной особенности и специфики будущей профессиональной деятельности обучающихся, а также доступных информационных ресурсов [1].
В Волгодонском инженерно-техническом институте - филиале Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» (ВИТИ НИЯУ МИФИ), осуществляющем подготовку выпускников преимущественно для атомной отрасли, уделяется особое внимание совершенствованию технологий обучения, обеспечивающих формирование общекультурной и профессиональной образованности, самостоятельность мышления, активность к стремлению и умению учиться и пополнять знания, творческий подхода к любому делу.
Одним из путей такого совершенствования является применение в
©Издательство Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ», 2014
образовательном процессе интерактивных методов обучения [1-3], ориентированных на широкое взаимодействие студентов не только с преподавателем, но и друг с другом, на доминирование активности студентов в процессе обучения.
Также эффективной формой решения указанных выше задач является непрерывная система научно-исследовательской работы студентов (НИРС), позволяющая проявить индивидуальность, творческие способности, готовность к самореализации личности. Вместе с этим НИРС обеспечивает развитие способностей к самостоятельным обоснованным суждениям и выводам, формирует объективную самооценку, способствует приобретению навыков самостоятельной работы и работы в творческом коллективе.
Кроме того, НИРС должна обеспечивать формирование и развитие у будущих специалистов элементов методологии рационального и эффективного освоения и использования знаний и умений, способности адаптации к изменяющимся производственным условиям и требованиям к своей профессиональной деятельности. Владение современными методами и технологиями в области науки, техники, производства, выбора оптимальных решений, готовность и способность к постоянному самообразованию и самосовершенствованию - вот те черты, которые приобретаются студентами в ходе научно-исследовательской работы.
В настоящей работе изложен имеющийся на кафедре «Машиностроение и прикладная механика» ВИТИ НИЯУ МИФИ опыт реализации НИРС при решении одной из задач, возникших в практике подготовки блоков первой очереди Белоярской АЭС к выводу из эксплуатации.
Одним из научных направлений деятельности кафедры «Машиностроение и прикладная механика» ВИТИ НИЯУ МИФИ является разработка технологических процессов и средств технологического оснащения демонтажа оборудования при выводе из эксплуатации блоков атомных станций. Актуальность этого направления определена тем, что на этом заключительном этапе жизненного цикла блоков атомных станций предстоит выполнение масштабных по объему, сложных технологически и ответственных по требованиям радиационной безопасности работ по демонтажу оборудования, систем и металлоконструкций. Некоторые из возникающих при этом проблем прорабатывались с участием специалистов кафедры, материалы проработок частично представлены в работах [4-7].
В рамках рассматриваемого направления научной деятельности кафедры одной из задач, которую решают ее сотрудники, является проблема обращения с пеналами временного нештатного хранения облученного графита на первой очереди Белоярской АЭС. Пеналы были загружены высокоактивными графитовыми блоками и их фрагментами, извлеченными из реактора АМБ-200 блока №2 при ремонте кладки в 1984 и 1986 гг.
Конструктивно пеналы выполнены из углеродистой стали в двух вариантах: с круглым поперечным сечением диаметром 325 мм, толщиной стенки 8 мм, высотой 14000 мм (6 шт.) и с квадратным сечением 240 х 240 мм при толщине стенки 2 мм и высотой 13500 мм (10 шт.).
В ходе работ по подготовке к выводу из эксплуатации блоков первой очереди Белоярской АЭС предусматривается размещение графита из пеналов в защитные контейнеры для длительного хранения в станционном хранилище сухих радиоактивных отходов. Непосредственная выгрузка графита из пеналов затруднена по ряду причин:
- нетехнологичной формой пеналов из-за большого соотношения высота-поперечное сечение;
- плохого физического состояния тонкостенных пеналов квадратного сечения;
- трудности обеспечения радиационной безопасности операций;
- необходимости разработки сложного и габаритного технологического оборудования и оснастки.
По результатам анализа сложившейся ситуации с пеналами облученного графита ОАО «Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники имени Н.А. Доллежаля» (ОАО «НИКИЭТ») представил технические предложения по разрезке пеналов и раздельному контейнированию образующихся металлических и графитовых фрагментов. При этом рассматривались и прорабатывались альтернативы установки фрагментации и контейнирования, размещаемой в центральном зале блока №1: с горизонтальной компоновкой, с вертикальной компоновкой при подвеске пенала мостовым краном центрального зала и с вертикальной компоновкой при размещении пенала в технологической шахте. Выполнение работ на установке предусматривалось в дистанционном режиме управления.
Вертикальные компоновки в варианте действующих макетов разрабатывались с участием некоторых авторов настоящей работы. В ходе работ были выполнены проекты макетов и конструкторская документация, необходимая для изготовления этих макетов и проведения макетных испытаний.
Для макетных испытаний операций фрагментации пеналов в состоянии подвески были выбраны и опытным путем обоснованы способы резки пеналов квадратного сечения - термический плазмотроном современной модификации («Мультиплаз 2500М») и механический - угловой абразивно-отрезной портативной машинкой с режущим кругом диаметром 125 мм. Для испытаний резки пеналов круглого сечения использованы также термический способ - плазменная резка плазмотроном «Мультиплаз - 2500М» и абразивная резка более мощной угловой абразивно-отрезной машинкой с режущим кругом диаметром 250 мм.
Для фрагментации пеналов плазмотроном и абразивной машинкой было необходимо разработать конструкцию режущего суппорта, обеспечивающего траекторию движения резки, эквидистантную профилю поперечного сечения разрезаемых пеналов, т.е. профилю квадрата и круга. Конструкторские решения должны были учитывать, кроме того, необходимость отвода инструмента из рабочей зоны для его обслуживания и замены. Эта задача в необходимой степени была решена с участием авторов настоящей работы. Однако она оказалась настолько интересной и многогранной, что оказалось целесообразным предложить ее в качестве темы НИРС.
Поставленная задача требовала оригинальных решений, которые мог предложить коллектив разработчиков, не обремененных стереотипными взглядами в области конструирования. Поэтому в рамках НИРС был создан конструкторский коллектив из студентов ВИТИ НИЯУ МИФИ, обучающихся по программам высшего и среднего профессионального образования, которые намеренно не были ознакомлены с существовавшими ранее техническими решениями такого рода задач.
Первоначально каждому студенту было предложено разработать кинематическую схему механизма, представить ее на обсуждение и защитить в коллективе исполнителей. На основании результатов анализа коллективом предложенных схем был выбран наиболее целесообразный вариант, взятый за основу для дальнейшей проработки. При этом непременным условием являлось, что все исполнители теперь начинают работать над выбранной схемой.
Учитывая разный уровень подготовки студентов, обучающихся по программам высшего и среднего профессионального образования, им были поручены разные этапы разработки. Студенты вуза занимались, прежде всего, вопросами общей компоновки, а техникума - разработкой рабочей документации по предложенным конструкторским решениям, нормоконтроль которой проводили студенты вуза. Тем самым было реализовано практически полное погружение задействованных студентов в атмосферу
реального производства с высокой степенью ответственности за принимаемые конструкторские решения, сформировано умение работать в коллективе, предприняты шаги, направленные на развитие способностей к самостоятельным обоснованным суждениям и выводам, формированию объективной самооценки, приобретению навыков самостоятельной работы.
Важно отметить роль преподавателей кафедры в обучении студентов техникума решению реальных задач такого уровня сложности. Традиционно уровень техника не предполагает принятия самостоятельных решений в процессе своей производственной деятельности, на что ориентирован и процесс среднего профессионального обучения. Вместе с этим задействование в процессе их обучения специалистов высшей школы способствует развитию дополнительных компетенций, обеспечивающих повышение уровня их профессионализма.
Результаты этой работы студентов техникума под руководством авторов настоящей статьи были представлены в 2013 году на Всероссийском конкурсе работ научно-технического творчества студентов учреждений среднего профессионального образования.
Таким образом, совмещение традиционных форм обучения с выполнением НИРС предоставляет возможность повышения эффективности образовательного процесса, формирования у обучающихся творческой активности, инициирования профессионально-познавательных интересов, выработки умения самостоятельно решать в будущем возникающие перед молодым специалистом задачи.
Внедрение в процесс обучения НИРС обеспечивает активизацию познавательной деятельности студентов, более глубокое понимание основ конструирования и технологий, формирование осознанной необходимости постоянного повышения своей профессиональной компетентности.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Томилин, С.А. и др. Реализация интерактивных форм обучения при проведении лабораторных занятий по фундаментальным техническим дисциплинам [Текст] / С.А. Томилин, Ю.А. Евдошкина, Р.В. Пирожков // В мире научных открытий - 2013. - №11.1(47). - С. 110-127.
2. Пинчук, Э.В. и др. Технология реализации инновационных педагогических методов при изучении теоретической механики [Текст] / Э.В. Пинчук, Ю.А. Евдошкина, С.А. Томилин // В мире научных открытий - 2013. - № 7(43). - С. 187-199.
3. Томилин, С.А. и др. Активизация учебно-познавательной деятельности студентов на практических занятиях по теоретической механике [Текст] / С.А. Томилин, Ю.А. Евдошкина, Э.В. Пинчук, С.Ф. Годунов // Новый университет. Серия: Технические науки. - 2013. - № 8-9. - С. 4-7.
4. Берела, А.И. и др. Технологическое оборудование, применяемое в работах по выводу из эксплуатации блоков АЭС [Текст] / А.И. Берела, А.Г. Федотов, С.А. Томилин // Глобальная ядерная безопасность. - 2013. - №1 (6). - С. 58-66.
5. Берела, А.И. и др. Вывод из эксплуатации блоков АЭС. Демонтажные технологии / А.И. Берела, А.Г. Федотов, С.А. Томилин // Безопасность ядерной энергетики [Электронный ресурс]: тез. докл. IX Междунар. науч.-практ. конф., 23-24 мая 2013 г. / ВИТИ НИЯУ МИФИ [и др.]. - Волгодонск: [Б.и.], 2013. - 1 электрон. опт. диск [CD].
6. Разработка технологических процессов демонтажа оборудования при выводе из эксплуатации атомных станций [Электронный ресурс] // Инженерный вестник Дона: электрон. науч. журн. -2013. - №2. - Режим доступа: URL: http://www.ivdon.ru - 10.12.2013.
7. Берела, А.И. и др. Выбор значений параметров технологического процесса демонтажа оборудования блоков АЭС, выводимых из эксплуатации [Текст] / А.И. Берела, Б.К. Былкин, С.А. Томилин, А.Г. Федотов // Глобальная ядерная безопасность. - 2013. - №3(8). - С. 60-64.
Students' Scientific Research Work in the Projecting of the Installation of
Radioactive Cases Fragmentation
S.A. Tomilin*, A.I. Berela**, A.G. Fedotov***, O.L. Prihodko****
Volgodonsk Engineering Technical Institute the branch of National Research Nuclear University «MEPhI», 73/94 Lenin St., Volgodonsk, Rostov region, Russia 347360 * e-mail:SATomilin@mephi.ru ; **e-mail:berelaleks@yandex.ru *** e-mail: AGFedotov@mephi.ru ; **** e-mail:VITIkafMPM@mephi.ru
Abstract - This article describes the students' experience of the jointly carried out scientific research work in the installation projecting of the radioactive cases fragmentation for their storage in the safety containers. The students are trained according to the Secondary and Higher Professional Education
Keywords: students' scientific research work, modern educational technologies, nuclear power plant block, exploitation output, projecting, radioactive cases fragmentation.
