Принципы забезпечення безпеки АЕС на етапах, попередніх эксплуатации

ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ УПРАВЛЕНИЯ.

їм. З. ОРДЖОНИКИДЗЕ.

КУРСОВА РОБОТА ПО КСЕ на задану тему «принципи забезпечення безпеки АС на етапах, попередніх эксплуатации».

ВЫПОЛНИЛА СТУДЕНТКА: О.В. Піменова, ЛМ енергетики, I-2.

РУКОВОДИТЕЛЬ КУРСОВОГО ПРОЕКТУ: проф. В. Я. Афанасьев.

Москва, 1997 год.

* ЗАПРОВАДЖЕННЯ 3.

* ЦІЛІ ТА ЗАВДАННЯ 4.

* НОРМАТИВНА ДОКУМЕНТАЦІЯ 7.

* ОСНОВНІ ПРИНЦИПИ БЕЗПЕКИ :

ПРИНЦИП ЗАХИСТУ У ГЛИБИНУ 8.

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ФУНКЦІЇ БЕЗПЕКИ: 12.

VII. КОНТРОЛЬ І УПРАЛЕНИЕ РЕАКТИВНОСТЬЮ.

VIII. ОХОЛОДЖЕННЯ АКТИВНОЇ ЗОНИ РЕАКТОРА.

IX. ЛОКАЛІЗАЦІЯ І НАДІЙНЕ УДЕРЖАНИЕ.

РАДІОАКТИВНИХ ПРОДУКТІВ 15.

3.ПРИНЦИП ОДИНИЧНОГО ВІДМОВИ 16.

* ВИСНОВОК 18.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛИТЕРАТУРЫ.

I. Cправочно-информационный матеріал за безпеку російських атомних станцій (АС) «Безпека атомних станцій». РосэнергоАтом і ВНИИАЭС,.

М.:1994. II. Довідник за безпеку АС при експлуатації «Memento de la Surete.

Nucleaire en Exploitation". Electricite de France :1993.

У РФ, як та у багатьох країн світу, споруджуються і працюють атомні електростанції, призначені для електроенергії та тепла.

За призначенням і технологічного принципу дії атомні електростанції мало від традиційних теплових електростанцій (ТЕС), використовують як паливо вугілля, газ чи нафту. САМІ Як і ТЕС й інші промислові підприємства, атомних електростанцій неминуче чинять вплив на навколишню їх довкілля з допомогою: технологічних скидів тепла (потепління); общепромышленных відходів; викидів, які виникають при експлуатації газоподібних і рідких радіоактивних продуктів, які й незначні і, суворо нормированы, але мають место.

Головна особливість технологічного процесу на АС з допомогою палива залежить від освіті значних кількостей радіоактивних продуктів розподілу, що є, переважно, в тепловидільних елементах активної зони реактора. Для надійного утримання (локалізації) радіоактивних продуктів в ядерному паливі та у межах споруд атомної станції в проектах АС передбачається ряд послідовних фізичних бар'єрів по дорозі поширення радіоактивні речовини і іонізуючих випромінювань в довкілля. У зв’язку з цим атомні станції технічно складніші проти традиційними тепловими і гідравлічними электростанциями.

Практика показує, на АС можливі порушення режимів нормальної експлуатації і аварійних ситуацій після виходу радіоактивних речовин межі АС. Це потенційний ризик персоналу АС, населення Криму і довкілля та потребує застосування технічних і організаційних заходів, знижують можливість появи таких ситуацій до прийнятного минимума.

З публікацією документа МАГАТЕ INSAG-4 «Культура безпеки» змінився погляд по дорозі забезпечення безпеки. Зокрема, у цьому документі наголошується на необхідності формування в експлуатаційного персоналу не механічного, а усвідомленого, націленого на безпеку мислення та следованиям нормативної документации.

ЦІЛІ ТА ЗАДАЧИ.

Будь-які види промислової діяльності характеризуються наявністю ризику виникнення аварій із наслідками. До кожного виду діяльності ризик специфічний, як і заходи для її зменшенню. Так було в хімічної промисловості це ризик витоку токсичних речовин у навколишнє середу, ризик пожеж і вибухів на хімічних заводах. Ядерна промисловість перестав бути исключением.

Особливістю об'єктів ядерної енергетики, основну частину яких представляють атомні станції, є освіту й накопичення значних кількостей радіоактивні речовини у процесі їх експлуатації. Велику частина їх становлять продукти розподілу урану від сумарною активністю порядку 1020 Беккерелі (Бк)[1]. Саме з на цій причині з АС пов’язаний специфічний ризик — потенційна радіологічна небезпеку обману населення та довкілля у разі радіоактивних продуктів межі АС.

Багаторічний досвід експлуатації АС показує, що з роботі у нормальних режимах вони надають незначне впливом геть довкілля (радіаційне вплив від нього становить величини, які перевищують 0,1- 0,01 від фонових значень природної радіації). На відміну від електростанцій, працівників органічному паливі, АС не споживають кисень, не викидають у повітря золу, вуглекислий і сірчистий гази і окис азоту. Радіоактивні викиди атомної станції у повітря створюють на десятки раз меншу дозу опромінення на місцевості, ніж теплова станція тієї ж мощности.**.

Проте, при експлуатації АС не включається ймовірність виникнення інцидентів і, включаючи важкі аварії, пов’язані з ушкодженням тепловидільних елементів і виходом із них радіоактивних речовин. Важкі аварії проходять дуже рідко, але їхнього наслідків у своїй дуже великі. Отже, можливість появи аварії перебуває у зворотної залежність від величини її наслідків, що добре ілюструє крива Фармера.

Основною метою забезпечення безпеки всіх етапах життєвого циклу АС є прийняття ефективних заходів, вкладених у запобігання важких аварій та захист персоналові та за рахунок запобігання виходу радіоактивних продуктів в довкілля за будь-яких обстоятельствах.

АС безпечна, якщо: радіаційне вплив від нього на персонал, населення й довкілля при нормальної експлуатації і за проектних аваріях не призводить до перевищення встановлених величин; радіаційне вплив обмежується до прийнятних значень під час тяжких (запроектных) авариях.

Життєвий цикл АС, починаючи з етапу проектування й закінчуючи етапом виведення з експлуатації, пронизаний діяльністю, спрямованої забезпечення безпеки, причому кожному за етапу характерний свій набір задач.

КРИВА ФАРМЕРА.

(залежність величини наслідків від можливості її возникновения).

ПОСЛЕДСТВИЯ.

(дозовий межа опромінення, Зв/год).

неприпустима зона.

0,1 остаточный риск*.

0,004 проектні аварії ризик відмов і порушень при.

нормальної эксплуатации.

10−7** 10−2 ВЕРОЯТНОСТЬ.

* залишковий ризик — це ризик, що продовжує існувати попри всі заходи (наприклад, ризик падіння метеорита на захисну оболонку АС) ** ймовірність 10−7 означає, що подія може відбутися 1 раз в.

10 000 000 лет.

Основи безпечної експлуатації АС закладаються на етапі проектування, тому головні завдання цього етапу — найповніше врахування в проекті вимог, і принципів безпеки, використовувати системи безпеки і такі проектних рішень, у яких реакторная установка має властивостями самозащищенности.

На етапах виготовлення устаткування й будівництва АС завданнями безпеки є застосування апробованих технологій, дотримання проектних вимог, і вимог спеціальної нормативно-технічної документації і виконання робіт високому рівні качества.

На етапі входження у експлуатацію завданнями забезпечення безпеки є всеосяжні і якісні налагодження і функціональні випробування змонтованого устаткування й систем із підтвердження відповідності вимогам проекта.

На етапі експлуатації головне завдання забезпечення безпеки є ведення технологічних режимів м відповідність до технологічним регламентом, інструкціями по експлуатації та інші які регламентують документами за наявності необхідного рівня підготовки персоналові та організації робіт. Конкретні завдання залежить від режимів эксплуатации.

Завдання нормальної експлуатації — зведення до мінімуму радіоактивних викидів, властивих режиму нормальної експлуатації, з допомогою: забезпечення правильного функціонування систем і устаткування; попередження відмов і аварий.

У разі відмов і інцидентів — запобігання з перетворення на проектні аварії з допомогою: прямування відповідним інструкціям; контролю над важливими національній безпеці параметрами.

У разі проектних аварій — запобігання їх перетворення на запроектні з допомогою: прямування інструкціям та процедурам з управління та ліквідації аварій; контролю правильності функціонування систем безопасности.

У разі запроектных аварій — зведення до мінімуму впливу радіації на персонал, населення й довкілля з допомогою: набрання нею чинності планів заходів щодо захисту персоналові та населення; прямування інструкціям та посібникам із управління запроектными авариями.

На етапі виведення з експлуатації завданням безпеки є виконання заходів із до довгострокового захоронення радіоактивних продуктів і нагляду за безпекою і під час демонтажу оборудования.

НОРМАТИВНА ДОКУМЕНТАЦИЯ.

Нині світовим співтовариством вироблені загальні принципи забезпечення безпеки АС. Вони універсальні всім типів реакторів, хоча й існує необхідність адаптації до проектним чи експлуатаційним особливостям конкретних реакторних установок. Ці принципи уточнюються і доповнюються за результатами досвіду експлуатації і грунтовного аналізу аварій (наприклад, аналізу уроків, витягнутих із аварії на АС «Три Майл Айленд»).

Основні засади безпеки містяться як у російському нормативної, і у міжнародної нормативно-регламентирующей документації. Міжнародним Агентством за «атомною енергії (МАГАТЕ) і Міжнародної консультативної групою з ядерної безпеки (INSAG)[2] розроблений ряд рекомендаційних документів, визначальних загальні підходи і принципи забезпечення безпеки. У тому числі документами принципового значення є: «Основні засади безпеки атомних електростанцій» (INSAG-3) і «Культура безпеки» (INSAG-4).

У Російській Федерації діють понад сотні спеціальних правив і норм (серія «Правила і норми в атомної енергетики» — ПНАЭ). Ця документація нормативного характеру охоплює все етапи життєвого циклу АС; у неї розроблена з урахуванням міжнародного досвіду з урахуванням російської специфіки. У частковості, в «Загальних положеннях забезпечення безпеки атомних станцій -(ОПБ-88)» як і документі верхнього рівня, визначено основні мети, критерії та принципи безпеки АС, основі яких розроблено спеціальні норми і правил наступних рівнів. У ОПБ-88 враховані рекомендації INSAG-3,INSAG-4 та інших документів МАГАТЭ.

ОСНОВНІ ПРИНЦИПИ БЕЗПЕКИ :

1. ПРИНЦИП ЗАХИСТУ У ГЛУБИНУ.

Серед основних принципів безпеки АС окреме місце посідає принцип захисту у глибину (глибоко ешелонованої защиты).

Принцип глибоко ешелонованого захисту передбачає створення низки послідовних рівнів захисту від ймовірних відмов технічних засобів і помилок персоналу, включаючи: встановлення послідовних фізичних бар'єрів по дорозі поширення радіоактивних продуктів в довкілля; передбачення технічних і адміністративних заходів щодо збереження цілісності та ефективності цих бар'єрів; передбачення заходів щодо захисту населення і побудову довкілля разі руйнації барьеров.

Принцип глибоко ешелонованого захисту забезпечує обмеження в рамках кожного рівня (ешелону) наслідків ймовірних відмов технічних засобів і помилок персоналові та гарантує, що одиничний відмова техническиx коштів чи помилка персоналу не приведуть до небезпечних наслідків. Що стосується багатьох відмов технічних засобів і/або помилок персоналу, застосування цього принципу знижує ймовірність негативного впливу радіації на персонал, населення та навколишню среду.

У основі цього принципу лежить встановлення низки послідовних фізичних бар'єрів, які забезпечують надійне утримання радіоактивних речовин, у заданих обсягах чи межах споруд АС. Система бар'єрів включає у собі: 1. паливну матрицю; 2. оболонки тепловидільних елементів; 3. кордону контуру теплоносія; 4. герметичне охолодження локализующих систем безпеки (наприклад, захисна оболочка).

Кожен фізичний бар'єр проектується і виготовляється з урахуванням спеціальних і правил задля забезпечення його підвищеної надійності. Кількість бар'єрів між радіоактивними продуктами й навколишнім середовищем, а також їхніх характеристики визначаються проектах АС.

У процесі експлуатації стан фізичних бар'єрів контролюється прямими методами (наприклад, візуальних контроль тепловидільних збірок перед завантаженням в активну зону) чи непрямими методами (наприклад, вимір активності теплоносія і повітряної середовища обсягом захисної оболочки).

При виявленні неефективності чи пошкодження будь-якого фізичного бар'єра АС зупиняється усунення про причини і поновити його работоспособности.

Принцип глибоко ешелонованого захисту поширюється як на елементи, обладнання та інженерно-технічні системи, що впливають безпеку АС, але й на діяльність людини (наприклад, на організацію експлуатації, адміністративний контроль, підготовку й атестацію персонала).

ФУНКЦІОНАЛЬНЕ РОЗВИТОК КОНЦЕПЦІЇ ЗАХИСТУ У ГЛУБИНУ.

|поддержание нормальних режимів експлуатації АС |.

|проверка й забезпечення працездатності устаткування й систем, що з | |безпекою АС |.

|предотвращение аварій та аварійних ситуацій |.

|управление аваріями та послаблення наслідків |.

|защита населення і побудову довкілля неприпустимого впливу радіації |.

| |предусмотренн| | | |нормальна |ые проектом |предусмотренн|запроектные | |експлуатація |відмови і |ые проектом |аварії | | |інциденти |аварії | | |нормальна |управління |управління | |експлуатаційна |проектними |запроектными | |діяльність |аваріями |аваріями | | |аварійні |дії з | |процедури |эксплутационн|восстановле | |нормальної |ые |нию КФБ, плани| |експлуатації |дії |захисту | | | |персоналові та | | | |населення | |системи та |технологическ| |спеціальні | |устаткування |не захисту та |проектні |вартість | |нормальної |блокування |системи |випадок важких| |експлуатації | |безпеки |аварій |.

Першим рівнем захисту є якісно виконаний проект АС, в якому всі проектні рішення обгрунтовані й володіють певною часткою консерватизму з погляду безпеки, і якість підготовки й кваліфікації експлуатаційного персоналу. При віданні технологічного процесу перший рівень захисту фізичних бар'єрів забезпечується з допомогою підтримки робочих параметрів АС в заданих проектних межах, при яких бар'єри не піддаються загрозу ушкодження. Ефективність першого рівні захисту істотно впливає розвиненість властивостей внутрішньої самозащищенности реакторної установки, тобто властивостей, визначальних опірність небезпечним отклонениям параметрів технологічного процесу спроможність до відновленню параметрів не більше допустимих значений.

Другим рівнем захисту АС є забезпечення готовності устаткування і систем, важливих національній безпеці станції, шляхом виявлення і усунення відмов. Важливе значення цьому рівні захисту має правильне управління АС у разі виникнення відхилень від режимів нормальної експлуатації і прийняття персоналом своєчасних заходів для їх усунення. Технічно другий забезпечується надійним резервуванням устаткування й систем контролю стану елементів і оборудования.

Третій рівень захисту АС забезпечується інженерними системами безпеки, предусматриваемыми у проекті станції. Він спрямовано запобігання переростання відхилень від режимів нормальної роботи у проектні аварії, а проектних аварій — у важкі запроектні аварії. Основними завданнями в таких межах захисту є: аварійний громовідвід реактора, забезпечення відводу тепла від активної зони реактора з допомогою спеціальних систем, і навіть локалізація радіоактивні речовини в заданих проектом межах приміщень чи споруд АС.

Четвертим рівнем глибоко ешелонованого захисту АС є управління аваріями. Цей рівень захисту станції забезпечується заздалегідь запланованими і відпрацьованими заходами із управління ходом розвитку запроектных аварій. Ці заходи містять у собі підтримку працездатного стану систем локалізації радіоактивні речовини (в частковості, захисної оболочки).

У процесі управління запроектної аварією експлуатаційний персонал використовує будь-які що у справному стані системи та технічні кошти, включаючи проектні системи безпеки й додаткові технічні засоби і системи, спеціально призначені з метою управління важкими авариями.

Останнім, п’ятим рівнем захисту є проти-аварійні заходи поза майданчиків АС. Основне завдання цього рівня полягає у ослабленні наслідків аварій з погляду зменшення радіологічного на населення й довкілля. Це рівень захисту забезпечується з допомогою протиаварійних дій на майданчику АС та її реалізації планів протиаварійних заходів на місцевості навколо АС.

Отже, реалізація принципу глибоко ешелонованого захисту дозволяє досягати головної мети безпеки при експлуатації — запобігання відмов і, а разі їх виникненню передбачає кошти з їхньої подоланню і обмежень наслідків аварий.

Аналіз причин значним аваріям показав, шлях їх перебігу і з наслідки перебувають у прямої залежності від правильності застосування заходів, передбачених принципом глибоко ешелонованого захисту. Для здобуття права цей був реалізований і діяв повною мірою, необхідно забезпечити ефективність всіх п’яти рівнів захисту у глубину.

2. ФУНДАМЕНТАЛЬНІ ФУНКЦІЇ БЕЗПЕКИ :

Досягнення основний мети безпеки — запобігання виходу радіоактивних продуктів межі фізичних бар'єрів — виконуються три такі фундаментальні функції безопасности:

I. Контроль і управління реактивностью.

II. Забезпечення охолодження активної зони реактора.

III. Локалізація і надійне утримання радіоактивних продуктов.

Ці функції безпеки відповідно до принципом захисту у глибину реалізуються в проектах АС. Основне завдання експлуатації є виконання цих фундаментальних функцій це й постійно, тобто переважають у всіх режимах, включаючи режими зупинки енергоблоку для перевантаження топлива.

I. КОНТРОЛЬ І УПРАВЛІННЯ РЕАКТИВНОСТЬЮ.

Ланцюгова реакція розподілу ядерних матеріалів, що відбувається в активної зоні реактора, повинна мати керованого характеру, тобто ефективний коефіцієнт розмноження нейтронів Кэфф., характеризується ставленням кількості які утворилися нейтронів до кількості спожитих, повинен дотримуватися у районі значення Кэфф.=1.

Тобто, при Кэфф.>1, (>0 і нейтронна потужність реактора зростає; при Кэфф.=1, (=0 і нейтронна потужність реактора залишається постійної; при Кэфф.