Внедрение в практику на АЭС руководства по управлению запроектными авариями в симтомно-ориентированной форме. Актуальность и обоснованность

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Безопасность при эксплуатации АЭС основана на концепции глубокоэшелонированной защиты.

Управление авариями является одним из основных элементов эффективной глубокоэшелонированной защиты.

Противоаварийная документация российских АЭС должна соответствовать требованиям российских нормативных документов, а также отражать современный уровень, достигнутый в мировой практике разработки аварийных процедур, представленный в Руководствах и технических отчетах МАГАТЭ.

Необходимо способствовать доработке и/или переработке на современном международном уровне имеющейся на российских АЭС противоаварийной документации.

Начиная с середины девяностых годов прошлого века на российских АЭС начата разработка инструкций по ликвидаций проекта аварий (ИЛА) и руководства по управлению запроектными авариями (РУЗА) в симптомно-ориентированной форме в соответствие с методическими подходами фирмы «Вестингаус» (США) и кампании EDF (Франция).

Эти разработки к настоящему времени закончены практически на всех АЭС, однако на практике симптомно-ориентированные ИЛА и РУЗА внедрены не на всех отечественных АЭС, в отличие от АЭС западных стран.

Причины задержки внедрения симптомно-ориентированных ИЛА и РУЗА на отечественных АЭС.

На Балаковской АЭС ИЛА состоит из двух книг. В первую книгу включены событийно-ориентированные процедуры, во вторую - симптомно-ориентированные процедуры.

Причем, симптомно-ориентированные процедуры применяются только в том случае, если:

1) оперативный персонал не смог продиагностировать и идентифицировать исходное событие, послужившее причиной аварии, не смог определить, какую из событийных процедур следует применить для управления аварией;

2) произошло наложение исходных событий (например: течь первого контура и течь второго контура) и оперативный персонал не может определить приоритетность своих действий, не может определить какую из событийных процедур следует применить в первую очередь;

3) применение событийной процедуры не приводит к предполагаемым результатам.

Таким образом, на Балаковской АЭС симптомно-ориентированные процедуры в составе ИЛАсо введены в действие и, в месте с тем, действуют с большей приоритетностью событийные процедуры в составе ИЛАс.

Делаем вывод - первая причина задержки внедрения симптомно-ориентированных ИЛА и РУЗА на отечественных АЭС традиция, довлеющая над сознанием оперативного персонала. Привычка действовать по старинке, так как проще, определяет отношение к новым прогрессивным методам организации управления авариями.

Другие причины задержки внедрения симптомно-ориентированных ИЛА и РУЗА на отечественных АЭС:

- отсутствие убедительных методических материалов, показывающих преимущества применения симптомно-ориентированного подхода при разработке аварийных процедур;

- сложность расчетного обоснования пакета симптомно-ориентированных процедур;

- отсутствие отраслевого методического центра по внедрению симптомно-ориентированных процедур.

Отличия событийного подхода организации управления авариями от симптомно-ориентированного подхода.

Особенностью «событийного подхода является организация управления авариями, основанная на предположении, что оперативный персонал:

- сразу определяет исходное событие, приведщее к аварии;

- знает, как будет протекать аварийный процесс;

- знает свои действия, определенные именно для данного конкретного аварийного режима;

- использует определенные проектом технические средства;

- работа автоматики соответствует проектному алгоритму;

- работа оборудования в соответствии с принципом единичного отказа.

Недостатки событийных процедур:

- нет пошаговой алгоритмической процедуры, определяющей действия персонала по диагностике состояния энергоблока, по определению исходного события, явившегося причиной аварии, по выбору нужной процедуры для управления аварией;

- не учитываются все возможные варианты сценариев аварии, с учетом всех возможных комбинаций отказов оборудования;

- не определена приоритетность событийных процедур при наложении исходных событий (например: какие действия выполняются в первую очередь при течи 1-го контура и течи 2-го контура).

"Событийный" подход применим для организации устранения простых, легко распознаваемых, учитываемых проектом аварий.

В соответствии с определением, число возможных вариантов протекания (сценариев) запроектных аварий является практически неограниченным.

При большом количестве возможных вариантов протекания запроектных аварий не представляется возможным использование «событийного подхода для организации управления запроектными авариями. Принципиально невозможно охватить весь перечень запроектных аварий с учетом возможного наложения множественных отказов. Надо учесть также сложность диагностирования аварий.

Процедуры по действиям персонала по управлению запроектными авариями могут быть составлены только в симптомно-ориентированный форме. авария атомный электростанция запроектный

Симптомно-ориентированные процедуры применимы для ликвидации аварий и их комбинаций с наложениями любых отказов оборудования.

До начала работы с симптомно-ориентированными процедурами не требуется предварительное определение исходного события, явившегося причиной аварийного режима.

Аварийный режим распознается в процессе выполнения действий по диагностической процедуре, входящей в состав симптомно-ориентированных процедур.

Аргументы в обоснование предпочтения при выборе между руководством по управлению запроектными авариями, написанном в событийной форме РУЗА(с) и РУЗА(со), написанной в симптомно-ориентированной форме.

Табл. 1

Недостатки событийного РУЗА(с)	Преимущества симптомно-ориентированного РУЗА(со)
1. Предполагает проведение диагностики и определение причины аварии, но процедура диагностики отсутствует.	1. Диагностируются не причины аварий, а состояние критических функций безопасности (КФБ). Действия по диагностике состояния КФБ формализованы и представлены в алгоритмической форме.
2. Содержит описание действий персонала по управлению 12 авариями, хотя перечень возможных запроектных аварий с сопутствующими отказами оборудования неограничен.	2. Применимо при любых запроектных авариях, наложениях всевозможных сопутствующих отказов оборудования.
3. Действия персонала приведены в повествовательной декларативной форме («сделать все возможное», «обязаны постараться»).	3. Все управляющие действия формализованы и представлены в алгоритмической (пошаговой) двухколончатой форме. В левой колонке приводятся описания предпочтительных действия и ожидаемого результата, а в правой колонке - альтернативные действия на тот случай, если действия по левой колонке по каким-либо причинам выполнить невозможно.
4. Не определены приоритеты в управляющих действиях (что более важно и выполняется в первую очередь, а что менее важно).	4. В РУЗА(со) формализованы принципы приоритетности управляющих действий в соответствии с очередностями решаемых задач (ранжировании по важности достигаемых целей).
5. Каждый раздел РУЗА(с) является самостоятельным документом.	5. Разделы РУЗА(со) вместе образуют систему управляющих действий с целью контроля состояния и восстановления КФБ и предотвращения перехода аварии в тяжелую форму.
6. Рассматриваемые запроектные аварии могут привести к тяжелым последствиям и для них должны быть предусмотрены другие организационные мероприятия по управлению авариями. В действующей РУЗА(с) отсутствуют меры по управлению следующими запроектными авариями: - прекращение циркуляции теплоносителя через активную зону реактора; - потеря всех средств подпитки ПГ; - повышение давления в герметичной оболочке сверх допустимого. Данные аварии определяют 60% вклада в суммарную частоту повреждения активной зоны.	6. Детально расписаны действия персонала при: - обесточивании блока с отказом всех ДГ; - прекращении циркуляции теплоносителя через активную зону реактора; - потере всех средств подпитки ПГ; - повышении давления в герметичной оболочке сверх допустимого; - течях из 1-го контура во 2-й с открытием и незакрытием БРУ-А. Выполнение действий по подпитке ПГ водой из трубопроводов и деаэраторов машзала при полном обесточивании энергоблока с отказом всех ДГ позволяет на 6-9 часов отсрочить повреждение активной зоны реактора. С большой степенью достоверности можно сказать, что за это время можно восстановить нормальное электроснабжение энергоблока, что означает практически исключение ветви дерева событий, приводящей к плавлению активной зоны с частотой 2.86*10-5 реактор/год, а это около трети всей частоты плавлению активной зоны от внутренних исходных событий
7. При работе на полномасштабном тренажере (ПМТ) явно выраженный психологический стресс у операторов в связи с: - необходимостью быстрого определения исходного события для выбора правильных действий; - необходимостью в короткое время выполнять сложные анализы и единолично принимать ответственные решения.	7. При работе на ПМТ психологический стресс у операторов отсутствует потому, что действия операторов в основном определены и им остается только правильно следовать предписаниям.

Особенности расчетного обоснования симптомно-ориентированных аварийных процедур.

Событийные процедуры не связаны друг с другом. Каждая из них отдельный документ.

Для расчетного обоснования любой событийной процедуры необходимо выполнить анализ соответственной проектной аварий без учета и с учетом управляющих действий персонала. Количество расчетов определяется количеством рассматриваемых аварий, то есть количеством обосновываемых событийных процедур.

Симптомно-ориентированные процедуры взаимосвязаны и вместе образуют единый цельный пакет документов. Необходима специальная методология расчетного обоснования пакета симптомно-ориентированные процедур.

При разработке расчетного обоснования симптомно-ориентированных процедур по контролю и восстановлению критических функций безопасности (КФБ), входящих в состав руководства по управлению запроектными авариями (РУЗАсо) не должны учитываются быстропротекающие «тяжелые» запроектные аварии, приводящие к повреждению активной зоны реактора в течении времени, при которым оперативный персонал не успеет выполнить управляющие действия. «Тяжелые» аварии должны рассматриваться отдельно в рамках расчетного обоснования руководства по управлению тяжелыми авариями (РУТА).

Для расчетного обоснования РУЗАсо энергоблокав Балаковской АЭС, концерном «Росэнергоатом» в 2001 году была разработана вспомогательная административная инструкция №АИ-22/03 «Руководство по выполнению расчетного обоснования СОАИ на основе методологии «огибающих» расчетов».

В №АИ-22/03 решаются следующие задачи:

1) определение критических функций безопасности, важных для поддержания целостности барьеров продуктов деления и их статуса;

2) определение симптомов и индикаторов, которые ясно показывают наличие угрозы нарушения критических функций безопасности;

3) определение «огибающих» (наиболее тяжело протекающих) режимов;

4) выполнение теплогидравлических расчетов с помощью компьютерных кодов с целью проверки и подтверждения эффективности предлагаемых действий оператора по предотвращению нарушения КФБ.

Однако данный документ разработчиками РУ и АС не согласован и не используется.

Сложность расчетного обоснования пакета симптомно-ориентированных процедур является одной из причин задержки внедрения симптомно-ориентированных ИЛА и РУЗА на отечественных АЭС.

Сравнительный анализ эффективности ИЛА и РУЗА, написанных в событийной и симптомно-ориентированной форме для энергоблока с ВВЭР-1000 типа В-320

Сценарий для сравнительного анализа эффективности ИЛА и РУЗА, написанных в событийной и симптомно-ориентированной форме.

Выше говорилось о преимуществах симптомно-ориентированного подхода к управлению авариями по сравнению с событийным в случае аварий с множественными отказами оборудования.

А насколько эффективно применение симптомно-ориентированных процедур по сравнению с событийными процедурами для какой-либо конкретной аварии со заданными исходными условиями.

Сравнительный анализ проводится на примере сценария комплексного противоаварийного учения с группой ОПАС на Волгодонской АЭС в августе 2008 года с использованием действующих событийных ИЛА и РУЗА и разработанных, но не введенных в действие, симптомно-ориентированных ИЛА и РУЗА энергоблока №1 Волгодонской АЭС.

В сценарии выбрана авария с течью теплоносителя из 1-го контура во 2-й условным диаметром 100 мм вследствие разрыва коллектора ПГ. Принято, что после закрытия СК турбины БРУ-К не работают по причине потери вакуума, а после открытия БРУ-А (ПК ПГ) аварийного ПГ его заклинивает в открытом положении.

Меры по управлению этой аварией направлены на ограничение потерь теплоносителя через течь, снижение давления в первом контуре, использование аварийных системы и систем нормальной эксплуатации с целью охлаждения активной зоны.

Действия персонала по разделу 3.8 «Некомпенсируемая течь теплоносителя первого контура во второй контур при разуплотнении коллектора ПГ 1YВ10,20,30,40W01» событийной ИЛА.

В разделе 3.8 событийной ИЛА персоналу предписывается выполнение действия направленных на достижение следующих целей:

1) ограничить выброс теплоносителя 1-го контура в окружающую среду и трубопроводы второго контура;

2) контролировать работы систем безопасности;

3) снизить давление в 1-м контуре ниже уставок срабатывания БРУ-А и ПК ПГ;

4) локализовать повреждённый ПГ;

5) организовать закрытие БРУ-А на поврежденном ПГ;

6) заполнить КД до уровня 8000 мм работой 1ТQ13,23,33D01 от бака-приямка ГА-201;

7) отключить ГЕ САОЗ от реактора при снижении давления в 1-м контуре до 65 кгс/см2 ;

8) ввести в работу системы промконтура и подпитки продувки, довести концентрацию бора в теплоносителе до стояночной;

9) расхолаживать реакторной установки с помощью БРУ-А неповреждённых ПГ;

10) перевести насос 1ТQ12(22,32)D01 на расхолаживание 1-го контура после снижения температуры в 1-м контуре до 130 С (давление в 1-м контуре - 15 кгс/см2).

Комментарии к разделу 3.8 событийной ИЛА.

1. Для данного сценария цель, указанная в пункте 5) («организовать закрытие БРУ-А на поврежденном ПГ»), недостижима по условию сценария. Значит, после диагностирования заклинивания в открытом состоянии БРУ-А (ПК ПГ) персонал должен прекратить применять ИЛА и перейти к РУЗА.

2. Цель, указанная в пункте 6) («заполнение КД до уровня 8000 мм работой 1ТQ13,23,33D01 от бака-приямка ГА-201»), также недостижима. Попытка достижения этой цели приведет к потере воды в ГА-201, потере работоспособности всех систем безопасности, выбросу активности в окружающую среду сверх допустимых пределов.

В данном случае оперативный персонал должен самостоятельно принять решения по не выполнению одних действий указанных в ИЛА и по выполнению дополнительных действий, не указанным в ИЛА. Причем, в ИЛА отсутствуют какие-либо указания персоналу по действиям в подобных случаях. В стрессовых состояниях в условиях протекания аварии даже для специалистов высокой квалификации может оказаться непосильной задача самостоятельного нахождения правильных решений в случаях, когда предписанные в ИЛА действия не приводят к ожидаемому результату.

Действия персонала по разделу 4.4 «Течь теплоносителя из 1-го контура во 2-й с непосадкой сбросных устройств (БРУ-А, ПК ПГ)» событийного РУЗА.

В разделе 4.4 событийного РУЗА персоналу предписывается выполнение действия направленных на достижение следующих целей:

1) включить насосы TQ13,23,33D01, TQ14,24,34D01 и организовать подачу борного концентрата в 1-й контур;

2) снизить давление в 1-ом контуре, не допуская снижения давления в 1-ом контуре ниже давления 2-го контура.

3) контролировать рост концентрации борной кислоты в 1-ом контуре и уровня в КД. При создании стояночной концентрации борной кислоты в теплоносителе 1-го контура и увеличении уровня в КД более 8 метров перевести насосы аварийного ввода бора высокого давления на рециркуляцию, поддерживая постоянный уровень в КД, регулируя расход от подпиточных насосов.

4) расхолаживать 1-го контура через БРУ-А неповрежденных парогенераторов;

5) после закрытия сбросного устройства (БРУ-А, ПК ПГ) поврежденного парогенератора и снижения давлении в 1-ом контуре 22 кгс/см2 перевести насосы САОЗ низкого давления на 1-й контур.

Комментарии к разделу 4.4 событийного РУЗА.

Цель, указанная в пункте 3), недостижима. Действия по событийной РУЗА приведут к потере воды в ГА-201, потере работоспособности всех систем безопасности, выбросу активности в окружающую среду сверх допустимых пределов, что и произошло во время комплексного противоаварийного учения с группой ОПАС на Волгодонской АЭС в августе 2008 года.

В данном случае оперативный персонал должен самостоятельно принять решения по не выполнению одних действий указанных в РУЗА и по выполнению дополнительным действиям, не указанным в РУЗА. Помощь и подсказки из кризисного центра «Концерн Энергоатом», из институтов, разработчиков РУ и АС, могут поступить с большим запозданием.

Здесь применимы все слова из комментария 2 в разделу 3.8. событийной ИЛА.

Действия персонала по разделу 1.13 («Течь из первого контура во второй с потерей теплоносителя первого контура - восстановление в насыщенном состоянии (аРЗ-3.2)») симптомно-ориентированной ИЛА выполняются в целью:

Действия персонала по разделу 1.13 симптомно-ориентированной ИЛА выполняются в целью:

1) контролировать подачу борной кислоты в 1-й контур;

2) изолировать ПГ с течью из 1-го контура во 2-й;

3) проверить необходимость закрытия БЗОК неповрежденных ПГ;

4) приступить к расхолаживанию РУ открытием БРУ-А неповрежденных ПГ;

5) приступить к снижению давления 1-го контура;

6) контролировать работу насосов СБ;

7) контролировать уровень в ГА-201 ЕСЛИ БОЛЕЕ 100 см продолжить, ЕСЛИ МЕНЕЕ 100 см перейти к выполнению действий по достижении цели 17);

8) проверить возможность стабилизации параметров после снижении давления 1-го контура до 70 кгс/см2;

9) контролировать создание запаса до вскипания по мере расхолаживания 1-го контура;

10) ввести в работу системы промконтура и подпитки-продувки 1-го контура;

11) контролировать создание стояночной концентрации борной кислоты в теплоносителе 1-го контура;

12) проверить возможность включения ГЦН;

13) создать запас до вскипания - НЕ МЕНЕЕ 15 кгс/см2 ;

14) включить в работу систему планового расхолаживания при температуре в холодных нитках ГЦТ - НИЖЕ 130 °C, давлении 1-го контура - НИЖЕ 18 кгс/см2;

15) расхолодить РУ до температуры менее 70 °C;

16) снизить давление в ПГ до атмосферного.

17) ЕСЛИ уровень в ГА-201 МЕНЕЕ 100 см:

- приступить к экстренному расхолаживанию РУ с максимальной скоростью 3 кгс/см2/мин открытием БРУ-А неповрежденных ПГ;

- отключить работающие с ГА-201 насосы TQ11,21,31D01, TQ12,22,32D01; TQ13,23,33D01;

- контролировать пролив ГЕ САОЗ в реактор

- далее выполнение действий по достижении целей указанных выше в пунктах 14), 15) и 16)

Комментарии к разделу 1.13 симптомно-ориентированной ИЛА.

Нет невыполнимого требования по заполнению КД.

Содержат требования:

- по включению на первый контур системы ТК для подпитки 1-го контура с расходом 60 т/час, для снижения давления 1-го контура и расхолаживания КД впрыском в КД от ТК;

- по заполнению ГА-201 (отсутствует в событийной ИЛА) для предупреждения опорожнения бака-приямка;

- по сохранению уровня в ГА-201 не менее 100 см для сохранения работоспособности системы аварийно-планового расхолаживания на стадии подключения к первому контуру по замкнутой схеме (задача 14) (отсутствует в событийной ИЛА).

Действия персонала по разделам симптомно-ориентированного РУЗА.

Действия персонала по разделу 9.1 («Потеря теплоносителя 1-го контура (ВФ-Н.1)») выполняются при снижении уровня в ГА-201 менее 150 см) с целью:

1) организовать дозаполнение бака ГА-201;

2) организовать подпитку 1-го контура от насосов системы ТК;

3) проконтролировать создание в теплоносителе 1-го контура минимально-допустимой концентрации борной кислоты;

4) приступить к экстренному расхолаживанию РУ с максимальной скоростью 3 кгс/см2/мин открытием БРУ-А неповрежденных ПГ;

5) приступить к снижению давления 1-го контура;

6) контролировать пролив ГЕ САОЗ в реактор;

7) ввести в работу систему TQ12,22,(32) по схеме планового расхолаживания;

8) снизить давление в ПГ и в 1-ом контуре до атмосферного.

Действия персонала по разделу 3.5 («Угроза полной потери теплоносителя 1-го контура (ВФ-О.5)») выполняются при снижении уровня в ГА-201 менее 100 см с целью:

1) организовать дозаполнение бака ГА-201;

2) организовать подпитку 1-го контура от насосов системы ТК;

3) проконтролировать создание в теплоносителе 1-го контура минимально-допустимой концентрации борной кислоты;

4) приступить к экстренному расхолаживанию РУ с максимальной скоростью 3 кгс/см2/мин открытием БРУ-А неповрежденных ПГ;

5) риступить к снижению давления 1-го контура;

6) прекратить подпитку 1-го контура от насосов СБ, перевести на рециркуляцию насосы TQ11(21,31)D01, TQ12(22,32)D01 TQ13(23,33)D01;

7) контролировать пролив ГЕ САОЗ в реактор;

8) ввести в работу систему САОЗ НД по схеме планового расхолаживания

9) снизить давление в ПГ и в 1-ом контуре до атмосферного.

Комментарии к разделам симптомно-ориентированного РУЗА.

Содержат требования:

- по включению на первый контур системы ТК для подпитки 1-го контура с расходом 60 т/час, для снижения давления 1-го контура и расхолаживания КД впрыском в КД от ТК;

- по заполнению ГА-201 для предупреждения опорожнения бака-приямка;

- по сохранению уровня в ГА-201 не менее 100 см для сохранения работоспособности системы аварийно-планового расхолаживания на стадии подключения к первому контуру по замкнутой схеме.

Выполнение этих требований по подсказке сторонних наблюдателей во время комплексного противоаварийного учения с группой ОПАС на Волгодонской АЭС позволило избежать повреждения активной зоны реактора, что было предусмотрено сценарием.

Показана предпочтительность симптомно-ориентированного подхода к организации управления авариями с множественными отказами оборудования.

На примере сценария комплексного противоаварийного учения с группой ОПАС на Волгодонской АЭС с аварией с течью теплоносителя из 1-го контура во 2-й условным диаметром 100 мм вследствие разрыва коллектора ПГ показана предпочтительность применения ИЛА и РУЗА, написанных в симптомно-ориентированной форме для стандартных сценариев.

Размещено на Allbest.ru

...