Проектные пределы и условия, их роль при эксплуатации АЭС

Проектные пределы – значения параметров и характеристик состояния систем (элементов) и АС в целом, установленные в проекте для нормальной эксплуатации и нарушений нормальной эксплуатации, включая предаварийные ситуации и аварии.

Пределы безопасной эксплуатации АС – установленные проектом значения параметров технологического процесса, отклонения от которых могут привести к аварии.

Условия безопасной эксплуатации – установленные проектом минимальные условия по количеству, характеристикам, состоянию работоспособности и условиям технического обслуживания систем (элементов), важных для безопасности, при которых обеспечивается соблюдение пределов безопасной эксплуатации и/или критериев безопасности.

Критерии безопасности – установленные нормативными документами и/или органами государственного регулирования безопасности значения параметров и/или характеристик АС, в соответствии с которыми обосновывается ее безопасность.

Эксплуатационные пределы – значения параметров и характеристик состояния систем (элементов) и АС в целом, заданных проектом для нормальной эксплуатации.

Эксплуатационные условия – установленные проектом условия по количеству, характеристикам, состоянию работоспособности и техническому обслуживанию систем (элементов), необходимые для работы без нарушения эксплуатационных пределов.

Эксплуатация с отклонениями – эксплуатация АС с нарушением эксплуатационных пределов или условий, но без нарушения пределов или условий безопасной эксплуатации.

При нормальной работе РУ температура теплоносителя не является абсолютно стабильной, она немного изменяется, но сохраняется в области стационарной эксплуатации с помощью автоматической системы управления РУ или действий оператора в соответствии с эксплуатационными инструкциями.

Если температура превысит значения стационарной области вследствие, например, изменения нагрузки блока или отказа системы управления и достигнет уставки предупредительного сигнала, то оператор должен предпринять действия дополняющие действия автоматических систем для снижения параметра до стационарных значений, не позволяя ему достичь предела НЭ (кривая №1). При оценке хода изменения температуры принимают во внимание некоторую задержку ответных действий оператора.

Пределы НЭ (или по ОПБ – эксплуатационные пределы) могут быть выбраны на любом уровне между областью стационарной эксплуатации и уставками срабатывания СБ на основе результатов анализа безопасности. Как правило, имеются запасы между уставками предупредительных сигналов и пределами НЭ, для того, чтобы учесть обычные флюктуации, возникающие при нормальной эксплуатации. Обычно также существует зазор между эксплуатационными пределами и уставками для приведения в действие СБ для того, чтобы дать возможность оператору управлять переходным процессом, не допуская включения СБ. Если достигнут эксплуатационный предел, но оператор успешно предпринял корректирующие действия для предотвращения достижения уставок СБ, то переходный процесс будет иметь вид, представляемый кривой №2.

При неправильных действиях систем управления, ошибках операторов или по каким-либо другим причинам, контролируемый параметр может достичь уставки СБ в точке А, что приведет к срабатыванию СБ, в нашем случае – АЗ. Действие этой системы будет эффективно только в точке В из-за внутренних задержек в схемах и малой эффективности исполнительных органов в начале их движения, когда они полностью выведены из активной зоны. Поэтому следует обеспечить такую эффективность АЗ, чтобы предотвратить достижение предела безопасной эксплуатации и возможное повреждение оболочек твэлов (такому ходу процесса соответствует кривая №3).

Пределы безопасности устанавливаются с целью предупреждения неприемлемых выбросов радиоактивных веществ со станции. Пределы устанавливаются, с одной стороны, для величин сбросов и выбросов радиоактивности за пределы станции, допустимой негерметичности твэлов, протечек теплоносителя из активного контура и т.п., а, с другой, – для некоторых технологических параметров (температур топлива и оболочек твэлов, давления теплоносителя и т.д.) и других эксплуатационных характеристик, могущих повлиять на выход радиоактивности из топлива, из контура теплоносителя или за пределы станции.

Пределы безопасности можно объединить в три группы:

· пределы, ограничивающие годовые выбросы и сбросы радиоактивных веществ за границы станции, а также облучения персонала;

· пределы, устанавливающие максимальные уровни активности теплоносителя и протечек из первого контура;

· максимально допустимые значения наиболее важных для безопасности технологических параметров.

Наконец, в случае отказа, который выходит за рамки наиболее тяжелых событий, на которые рассчитана станция, либо в случае отказа или многочисленных отказов СБ, может стать возможным превышение температурой оболочек топлива установленных пределов безопасной эксплуатации (кривая №4) и, как следствие, произойти повреждение оболочек твэлов и выброс радиоактивных веществ.

Далее дополнительно к АЗ могут быть включены другие СБ (или при достижении аварийных уставок другими параметрами, или операторами), чтобы в ограничить последствия аварии, т.е. приняты меры по управлению аварией.

Уставки систем безопасности – это те значения технологических параметров, при достижении которых СБ или отдельные защитные устройства автоматически включаются в работу. Они ограничивают развитие ожидаемых при эксплуатации событий так, чтобы либо не превышались пределы безопасности, либо смягчались последствия постулированных аварий. Уставки, естественно, могут быть различными для различных состояний станции. Например, для низких мощностей реактора требуются более низкие уставки защиты по уровню мощности.

Чтобы избежать слишком частого срабатывания СБ, что нежелательно, уставки по технологическим параметрам устанавливаются так, чтобы оставить приемлемые интервалы запаса между нормальными рабочими значениями параметров и заданными уставками, не допуская, конечно, ухудшения требуемой эффективности СБ.

Пределы и условия НЭ (ПУ НЭ) предназначены для того, чтобы обеспечить надежную и безопасную эксплуатацию блоков АЭС во всех режимах в границах, определенных в проекте. При этом для каждого режима НЭ они устанавливаются индивидуально, отражая его специфику.

ПУ НЭ включают в себя пределы по технологическим параметрам (мощности реактора, температурам, давлениям, уровням, расходам и т.д.) для всех важных для безопасности систем, ограничения по скоростям изменения этих параметров, по допустимому количеству нормальных и экстренных переходных режимов, а также другие важные для безопасности и надежности эксплуатации параметры, такие как химический состав и радиоактивность рабочих сред, величины их утечек или протечек, выбросы радиоактивных веществ в окружающую среду и т.п. ПУ НЭ включают в себя также предписанные регламентом действия персонала и допустимое время для выполнения этих действий.