Осигуряване на безопасността и надеждността на атомните електроцентрали - Автоматичен контрол и защита на топлината и мощността

ГЛАВА ДЕСЕТ
БЕЗОПАСНОСТ И АВТОМАТИЧНА ЗАЩИТА НА ТЕРМОМЕХАНИЧНОТО ОБОРУДВАНЕ НА АЕЦ

ОСИГУРЯВАНЕ НА БЕЗОПАСНОСТ И НАДЕЖДНОСТ НА АЕЦ

Безопасността на АЕЦ се разбира като мерки, които осигуряват защита на персонала на АЕЦ и околното население от вредни, главно радиационни ефекти, както в нормален, така и в авариен режим. Надеждността на атомната електроцентрала характеризира способността й да изпълнява основната си задача - да снабдява потребителите с електричество. Когато проектираме атомна електроцентрала, ние разглеждаме възможността за различни аварии, от относително „незначителни“, като повреда на малък спомагателен двигател или скъсване на тръбопровод с малък диаметър, до най-големите, като например разрушаване на основните циркулационни тръбопроводи. За всяка от тези аварии се предвижда система от мерки за нейното предотвратяване и, ако това се случи, за нейното локализиране, тоест за предотвратяване на вредните последици от аварията за оборудването на блока, персонала на АЕЦ и околната среда.
Изборът на списъка с произшествия, които трябва да бъдат разгледани, е до известна степен субективен. Някои от инцидентите не могат да бъдат предвидени, особено на етапа на проектиране на главните блокове от серията, поради липсата на опит в експлоатацията на такива системи. Освен това стандартите за проектиране установяват така наречената максимална проектна авария (MPA), т.е. най-тежката авария, последиците от която могат да бъдат достатъчно надеждно локализирани без опасност за околната среда и населението.
Естествено, ако възникне нарушение, което надвишава MPA по мащаб, защитните устройства могат да бъдат недостатъчно ефективни и последиците от аварията ще надхвърлят границите, предвидени в проекта. Такива аварии обаче са изключително малко вероятни, освен това техните опасни последици могат да бъдат значително намалени чрез правилния избор на местоположението на АЕЦ. От горното следва, че изборът на МРА зависи и от местоположението на АЕЦ; ако е необходимо да се постави в гъсто населени райони, изискванията за МРА се затягат. В момента, например, за реактори с водно охлаждане, разкъсване на тръбопровод на първи контур с максимален диаметър.
За всяка група от възможни повреди се взема предвид собственият „безопасен лимит“ на инсталацията. В зависимост от тежестта (първично нарушение) на разглеждания инцидент, „безопасната граница“ може да бъде пълна неутрализация на нарушението и поддържане на инсталацията в експлоатация на еднакъв капацитет (например чрез включване на резерва); неутрализиране на смущенията и поддържане на блока в експлоатация при намалена мощност (например, когато MCP е изключен); предотвратяване развитието на нарушение и неговото развитие в по-опасно нарушение, което може да бъде придружено от спиране на блок; предотвратяване на опасни ефекти върху експлоатационния персонал; предотвратяване на опасно въздействие върху околната среда и населението.
Подобна промяна в концепцията за безопасна граница в зависимост от тежестта на произшествието се дължи на факта, че с увеличаване на мащаба на първичното нарушение се увеличава техническата сложност и цената на защитните мерки и тенденцията към движение от мерки, които поддържат инсталацията в експлоатация, до мерки, насочени към защита на населението, е неизбежно.
В случай на евентуална авария се осигуряват защитни и локализиращи устройства, които да поддържат процеса в подходящите безопасни граници. В този случай инцидентът трябва да бъде локализиран, дори ако някоя аварийна защитна система се повреди.
Трябва да се отбележи, че принципът на потенциалното съвпадение на няколко възможни аварии коренно отличава дизайна на атомната електроцентрала от ТЕЦ, където авариите обикновено не се разглеждат. Това се дължи на факта, че аварийните ситуации, които могат да се наблюдават в ТЕЦ-овете, са свързани главно с недостиг на електроенергия и в краен случай с повреди на отделното оборудване и не представляват заплаха за околната среда и населението.
Понастоящем при проектирането на атомна електроцентрала се приема, че трябва да се осигури безопасност в случай на единично нарушение на някое от устройствата за нормална работа, което може да съвпадне с дългосрочно неоткрито нарушение на друго устройство за нормална работа (например резервна помпа или устройство за нейното автоматично активиране). В този случай, едновременно с отказ на устройства за нормална експлоатация, трябва да се има предвид отказ на едно от независимите активни защитни устройства и едно от независимите активни локализиращи устройства. Под отказ се разбира всяко нарушение на елементите, включени в устройствата за нормална работа, защитни и локализиращи устройства, включително нарушаване на плътността на клапаните, неуспех при стартиране на помпи или източници на енергия, скъсване на тръбопроводи и др. До MPA.
Постоянно внимание се отделя на начините за подобряване на надеждността и безопасността на атомните електроцентрали на етапа на научно проучване, проектиране, производство на оборудване, инсталиране и експлоатация на атомни електроцентрали. Накратко, тези мерки са, както следва:

избор на оптимално разположение на реактора, проекти на основните блокове, оптимални схеми за управление и управление на режима;
висококачествено производство на основното технологично оборудване и системи за контрол с постоянен контрол по време на производствения процес; приложение в производството на висококачествени продукти и материали;
наблюдение на състоянието на оборудването на всички етапи от работата му и възстановяване на дефектно оборудване;
дублиране на спомагателни механизми, спирателни и регулиращи тела с ръчно и автоматично въвеждане на резерва в случай на отказ;
култура на експлоатация и ремонт на оборудване, изготвяне на ясни длъжностни характеристики, графици и правила за работа; висока квалификация на обслужващия персонал, тестване на знанията и преквалификация;
автоматично или дистанционно намаляване на мощността (разтоварване) на оборудването (реактор, турбинен генератор) в случай на неизправности в блока,
автоматично или дистанционно изключване (защита) на оборудването;
използването на конструкции и устройства, които локализират последствията от аварии.