Защитные, локализующие системы предназначены для предотвращения или ограничения соответственно:
· повреждений трех первых барьеров безопасности, содержащих радиоактивные вещества;
· распространения выделяющихся при авариях радиоактивных сред и излучений за установленные проектом границы и выхода их в окружающую среду.
Обеспечивающие системы безопасности предназначены для снабжения СБ энергией, рабочей средой, создания условий для их функционирования.
Управляющие системы безопасности предназначены для приведения в действие СБ, осуществления контроля и управления СБ в процессе выполнения заданных функций.
Защитные, локализующие системы предназначены для предотвращения или ограничения соответственно:
· повреждений трех первых барьеров безопасности, содержащих радиоактивные вещества;
· распространения выделяющихся при авариях радиоактивных сред и излучений за установленные проектом границы и выхода их в окружающую среду.
5. Обеспечение надежности систем безопасности
Очевидно, что наиболее «надежный элемент» -- это тот, которого нет в системе. Поэтому простота структуры системы, алгоритма ее работы является важным требованием надежности. Решение данной задачи осуществляется путем сокращения количества арматуры в системе, протяженности и разветвленности циркуляционных контуров, использования простого по конструкции оборудования, не требующего для своего функционирования многочисленных вспомогательных систем. Рассмотрим подробнее способы достижения высокого уровня надежности систем безопасности.
Использование пассивного принципа действия
Целесообразно использование пассивных устройств, естественных процессов в системах безопасности для повышения их надежности. Повышение надежности при этом, может быть достигнуто не только благодаря тому, что пассивные устройства, как правило, проще по конструкции, а следовательно, и более надежны по сравнению с активными устройствами, а главным образом потому, что отпадает необходимость в разветвленных управляющих и обеспечивающих системах (система электроснабжения, система вентиляции и кондиционирования и др.), т. е. в том «шлейфе» вспомогательных систем, которые сопутствуют активным устройствам. Наряду с разветвленностью, сложностью управляющих систем они подвержены различным видам возмущений, наиболее опасными из которых являются пожар, затопление, ошибочные действия персонала при проверках, ремонте систем, а также в процессе управления.
Примерами использования естественных процессов в системах безопасности являются: введение рабочих органов A3 под действием силы тяжести, естественная циркуляция теплоносителя в системе аварийного отвода тепла, срабатывание пневматического или электромагнитного клапана под действием пружины соответственно при сбросе воздуха и снятии питания с электромагнита. К пассивным устройствам безопасности относятся: страховочный корпус реакторов типа ACT и БН, защитная оболочка, обратный клапан, предохранительный клапан прямого действия, гидроаккумулятор с запасом воды.
Резервирование
Резервирование, является важной мерой обеспечения надежности систем безопасности за счет применения дополнительных средств и (или) возможностей в целях сохранения работоспособного состояния системы при отказе одного или нескольких ее элементов. Различают структурное, временное и функциональное резервирование. Структурное резервирование предполагает применение резервных элементов или каналов в структуре системы. Степень резервирования элементов или каналов системы характеризуется кратностью резерва, под которой понимается отношение числа резервных элементов к числу резервируемых. В системах аварийного отвода тепла находят применение схемы с однократным, двухкратным, а иногда и трехкратным резервированием каналов.
Введение избыточности повышает надежность выполнения функции безопасности, т. е. защиту от функциональных отказов. Одновременно увеличивается и опасность ложных срабатываний, характерных главным образом для управляющих систем. Ложные срабатывания нарушают нормальную эксплуатацию установки, приводят к термоциклическим нагрузкам на оборудование. Для защиты от ложных срабатываний используются схемы резервирования типа «2 из 3», «2 из 4», т. е. аварийный сигнал выдается системой в том случае, если он сформируется по крайней мере в двух из соответственно трех или четырех каналов.
Резервирование с применением резервов времени обеспечивается в системах безопасности за счет инерционности процессов в реакторной установке, обусловленной высокой аккумулирующей способностью контуров, наличием большого количества воды над активной зоной и др. Наличие резервов времени позволяет, в частности, обеспечить дублирование управляющих систем действиями персонала при подключении устройств безопасности, а также осуществить восстановление отказавших систем.
Резервирование элементов и каналов
Резервирование с применением функциональных резервов в системах безопасности обусловливается способностью отдельных элементов выполнять ряд дополнительных функций кроме своих основных. Так, например, в некоторых схемах предусматривается использование спринклерных насосов для длительного охлаждения активной зоны при отказе насосов низкого давления. Резервирование системы эффективно только в том случае, если обеспечена независимость резервируемых элементов и каналов.
Структурно-функциональное и физическое разделение
Защита системы от отказов по общей причине обеспечивается структурно-функциональным и физическим разделением каналов. Структурно-функциональное разделение каналов исключает общие элементы и связи в схемах, общие управляющие и обеспечивающие (энергоснабжение, вентиляция и др.) системы. При наличии связей в схемах независимость может достигаться введением специальных разделительных устройств, не передающих опасные возмущения от одного канала к другому (например, волоконно-оптические линии связи в управляющих системах).
Физическое разделение.
Структурно-функциональное разделение защищает главным образом от внутренних отказов в системах. Для исключения отказов каналов по общей причине вследствие пожара, затопления, воздействия летящих предметов, взрывов газа предусматривается физическое разделение. Физическое разделение достигается разнесением структурно-независимых каналов системы в "пространстве, организацией между ними физических барьеров, размещением каналов системы в независимых помещениях. Примером физического разделения является размещение пультов управления и контроля за состоянием важных для безопасности систем на блочном и резервном щитах управления, каналов управляющих систем в независимых помещениях систем безопасности, прокладка кабельных линий резервных каналов по разным коридорам и т. п.
Разнообразие связующих элементов
Для исключения зависимых отказов, обусловленных общностью конструкции, в том числе ошибками при проектировании, предусматривается разнообразие каналов системы. Разнообразие достигается, например, использованием управляющих систем, формирующих аварийный сигнал об одном и том же нарушении по параметрам разной физической природы (мощность и давление), с использованием разной элементной базы. Также достигается использованием защитных систем разного принципа действия, например электромеханической и борной систем остановки реактора. Для подключения системы может быть использована разнотипная арматура: клапан с пневматическим и электромагнитным приводом, электроприводная задвижка и т. п. В системах аварийного отвода тепла используются электроприводные насосы и насосы с турбоприводом.
Повышение безотказности элементов
Повышение безотказности элементов системы является естественным способом повышения надежности системы в целом. Данный способ предполагает совершенствование конструкции элементов, технологии изготовления и монтажа, облегчение условий работы, совершенствование технического обслуживания в процессе эксплуатации. При заданной конструкции элемента возможности повышения его безотказности весьма ограничены.
Организационно-технические меры
Контроль за состоянием системы и восстановление работоспособности. При подготовке ЯЭУ к пуску для проверки готовности систем безопасности проводятся их испытания. На работающем реакторе контроль обеспечивает своевременное обнаружение отказавших элементов или каналов для проведения восстановительных работ или вывода установки из действия, если нарушены условия безопасной эксплуатации. Указанный контроль предполагает наличие специальной организационно-технической системы обнаружения отказов элементов в условиях, когда система безопасности не работает по своему прямому назначению. Наиболее эффективен постоянный контроль. Однако отказы отдельных элементов могут быть обнаружены только при имитации прохождения аварийного сигнала. Такие отказы (скрытые) обнаруживаются периодическими проверками работоспособности. Приближение эффективности периодического контроля к. постоянному достигается автоматизацией процесса проверки и увеличением Частоты проверок. Для обеспечения восстановления элементов систем безопасности в режиме ожидания или работы к ним предъявляются требования по ремонтопригодности.
Заключение
Таким образом, АЭС, являясь техническим объектом крайне сложным и опасным, представляет собой большую угрозу. Любая неполадка в системе грозит большими проблемами в связи с возможной радиационной опасностью. Вот почему даже самая незначительная авария тщательно анализируется, разбирается причина случившегося и принимаются меры для того, чтобы в будущем похожая ситуация не повторялась. Это делает системы безопасности станции крайне актуальными и важными ее элементами.
Список литературы
1.О.Б. Самойлов, Г.Б. Усынин, А.М. Бахметьев Безопасность ядерных энергетических установок, 1989 г.
2. В.М. Зорин Атомные электростанции, 2014 г.
3. Правила радиационной безопасности при эксплуатации атомных станций (ПРБ АС-99). Минздрав России, 1999 г.
4. Общие положения обеспечения безопасности атомных станций НП-001-15, Москва, 2016 г.
5. В.Г. Асмолов, В.Н. Блинков, О.Г. Черников Основы обеспечения безопасности АЭС, 2014 г.
6. В.И. Солонин Безопасность и надежность реакторных установок, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1996 г.
7. В.А. Иванов Эксплуатация АЭС, Энергоатомиздат, 1994 г.
8. А.М. Бахметьев, О.Б. Самойлов, Г.Б. Усынин Методы оценки и обеспечения безопасности ЯЭУ, Энергоатомиздат, 1998 г.
9. Б.Е. Патон Безопасность прогресса, НТР, 1986 г.
10. О. М. Ковалевич Основы обеспечения безопасности АЭС МЭИ 1999