Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ПРИКЛАДНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДОВ ВЕРОЯТНОСТНОГО АНАЛИЗА
БЕЗОПАСНОСТИ КАК СОСТАВНАЯ ЧАСТЬ ЗАДАЧИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЯДЕРНОЙ
БЕЗОПАСНОСТИ 9
Задачи обеспечения ядерной безопасности 9
Принципы обеспечения ядерной безопасности 9
Детерминистический и вероятностный анализы безопасности 10
«Живой ВАБ» - инструмент поддержки принятия решений на основе информации о риске 12
1.4.1 Програмное обеспечение для выполнения Вероятностного Анализа безопасности 13
1.5. Монитор риска как инструмент поддержки принятия решений на основе информации о риске 14
Мониторы риска. 15
Общее описание возможностей монитора риска в среде ПКRiskSpectrum RiskWatcher 16
ЗАКЛЮЧЕНИЕ К ГЛАВЕ 1 18
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ К ГЛАВЕ 1 19
ГЛАВА 2. ОПИСАНИИЕ МОДЕЛИ ВАБ УРОВНЯ 1 ЭНЕРГОБЛОКА №1 ЛЕІШНГРАДСКОИ АЭС
22
2.1. Описание модели ВАБ уровня 1 22
Объем исследований 22
Объем системного моделирования 22
2.2. Объем анализа исходных событий 30
2.2.1 Выбор и группировка исходных событий аварий для представления в модели ВАБ энергоблока
№1 30
2.3. Объем моделирования аварийных последовательностей 35
Моделирование деревьев событий 35
Функции безопасности и функциональные события модели БАБ. 35
Критерии успеха для функций безопасности при различных ИС 36
Категории конечных состояний активной зоны 36
Блок-диаграммы успеха и деревья событий 37
Анализ надежности действий персонала 43
Основные результаты ВАБ уровня 1 ЭНЕРГОБЛОКА 1 ЛАЭС 44
Анализ значимости и чувствительности 45
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ К ГЛАВЕ 2 46
ГЛАВА 3. ОБЩАЯ МЕТОДИКА АНАЛИЗА ПОЛОЖЕНИЙ ДЕЙСТВУЮЩЕГО
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РЕГЛАМЕНТА ЭНЕРГОБЛОКА №1 ЛАЭС В ЧАСТИ ОПТИМИЗАЦИИ
ДОПУСТИМЫХ ВРЕМЕН ВЫВОДА ОБОРУДОВАНИЯ ИЗ ЭКСПЛУАТАЦИИ. 47
3.1. Концепция значимости 47
Концепция значимости базисных событий 47
Анапиз значимости по фактору повышения риска 47
Анализ значимости для конфигурации энергоблока 48
3.2. Описание методики анализа положений технологического регламента по условиям
безопасной эксплуатации с точки зрения концепции значимости конфигурации энергоблока 48
Изменение конфигураций и факторы повышение риска 48
Целевые показатели риска 49
Модель для оптимизации ТР энергоблоков АЭС на основе оценок факторов R1F. 50
Методика расчета ВПБ зависимого от времени ~ 52
Теория «скачков» риска при осуществлении мониторинга 53
Заключение к главе 3 55
3.6.СПИСОКЛИТЕРАТУРЫКГЛАВЕЗ 55
ГЛАВА 4. РИСК-ИНФОРМАТИВНЫЙ АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РЕГЛАМЕНТА 56
Постановка задачи 56
Анализ предельной конфигурации, образующейся вследствие не регламентируемых отключений оборудования СВБ 57
4.3. Анализ конфигураций с регламентируемыми отключениями оборудования 64
4.3.1. Описание технологической схемы САОР 64
4.3.2 Определение проектных пределов системы САОР 66
4.3.3. Анализ конфигураций 68
4.3.4. Анализ значимости для вариантов предельных конфигураций 72
4.4 Заключение к Главе 4 73
4.4. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ К ГЛАВЕ 4 74
5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 75
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА. РИСУНКИ 76
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. РЕЗУЛЬТАТЫ АНАЛИЗА ЗНАЧИМОСТИ ДЛЯ БАЗОВОЙ КОНФИГУРАЦИИ
ЭНЕРГОБЛОКА №1 83
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. РЕЗУЛЬТАТЫ АНАЛИЗА ЗНАЧИМОСТИ ДЛЯ ПРЕДЕЛЬНОЙ
НЕРЕГЛАМЕНТИРУЕМОЙ КОНФИГУРАЦИИ ЭНЕРГОБЛОКА №1 87
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. ТАБЛИЦЫ С РЕЗУЛЬТАТАМИ АНАЛИЗА ЗНАЧИМОСТИ И
ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ДЛЯ РАСЧЕТНЫХ ВАРИАНТОВ 91
Введение к работе
Повышение эффективности использования методов вероятностного анализа безопасности (ВАБ) для нужд эксплуатации - задача, закрепленная в отраслевой программе концерна Росэнергоатом [1] и в станционной программе развития ВАБ [2]. Настоящая работа является примером использования модели ВАБ уровня 1 в качестве инструмента мониторинга риска при планировании и регламентировании ремонтов оборудования систем, важных для безопасности (СВБ) энергоблока 1 Ленинградской АЭС.
Методология ВАБ позволяет выполнять определение значимости используемых для СВБ энергоблока допустимых времен простоя в состоянии неготовности и интервалов периодических проверок (на основании Технологического регламента эксплуатации), рассчитать предельные значении этих параметров и, при необходимости, произвести их оптимизацию с целью возможного смягчения/ужесточения положений пределов и условий безопасной эксплуатации.
В Технологическом Регламенте эксплуатации энергоблока определяются пределы и
условия безопасной эксплуатации, и требования по контролю исправности и условиям
вывода из работы систем безопасности.
Из вышеуказанных требований Технологического регламента (далее - ТР) дается
определение допустимому времени простоя оборудования:
Допустимое время вывода из эксплуатации (ДВВЭ) - время нахождения в состоянии
неготовности по причине ремонта, испытаний и ТО для конкретной системы или
оборудования; определяется периодом работы энергоблока на номинальном уровне
мощности, в течение которого ремонт или техническое обслуживание должно быть
завершено.
В ТР допустимые времена простоя определяются в разделе «Пределы и условия
безопасной эксплуатации» - требования на останов реактора при отказах определенных
элементов и систем энергоблока - немедленный останов или же останов по истечении
определенного промежутка времени (т.е. ДВВЭ).
На примере первого энергоблока Ленинградской АЭС и с использованием модели ВАБ
уровня 1 разработана и применена риск-информативная методика оптимизации
положений ТР в части ремонта, техобслуживания и испытаний оборудования АЭС с
реакторами РБМК.
Суть методики заключается в сопоставлении результатов расчета увеличения величины
риска (фактора повышения риска) при выводе из работы тех или иных элементов систем,
важных для безопасности, с положениями ТР в части требований по ДВВЭ данного
оборудования.
Оценка фактора повышения риска (RIF) традиционно проводится в анализе значимости и
чувствительности (задача ВАБ) для каждого базисного события (вероятностная модель
отказа элемента/системы/оператора по функции) в интегральной модели ВАБ
энергоблока. Этот показатель вычисляется на основе результатов анализа минимальных
сечений (аварийных последовательностей развития аварии) и представляет собой по
каждому базисному событию отношение интегрального вероятностного показателя
безопасности (далее ВПБ) энергоблока при значении вероятности данного базисного
события равного 1 к ВПБ энергоблока при исходном (номинальном) значении
вероятности данного базисного события:
RIFi (Risk Increase Factor - фактор повышения риска) = ЧПАЗі /ЧПАЗб
где ЧПАЗі- частота тяжелого повреждения активной зоны при конфигурации і,
ЧПАЗб — соответствующая величина для исходной (базовой) конфигурации.
Здесь под конфигурацией энергоблока понимается совокупность систем безопасности и
связей между ними.
По значению RIF можно судить о влиянии на ВПБ (об уровне риска) нахождения в неработоспособном состоянии каждого элемента или системы, важной для безопасности, в целом.
С учетом того, что RIF для совокупности базисных событий есть сумма RIF для отдельных базисных событий данной совокупности, делается заключение о том, что RIF базисного события і является показателем, характеризующим исследуемую конфигурацию энергоблока, образующуюся при выводе из эксплуатации оборудования в сочетании і.
В таблице 1 представлена универсальная модель для оптимизации ТР энергоблоков АЭС на основе оценок факторов RIF.
Тппр — время между плановыми предупредительными ремонтами блока
В предлагаемой универсальной модели оптимизации ДВВЭ предлагается формула для определения ДВВЭ: ДВВЭ = Tnnp/RIF для всех значений RTF в диапазоне значений, приемлемых с точки зрения рекомендуемых критериев риска в международной практике (1Е-05/ ЧПАЗб < RIF < 1Е-3 / ЧПАЗб) [3].
Актуальность работы определяется необходимостью и возможностью оптимизировать Технологические Регламенты эксплуатации энергоблоков АЭС. Оптимизация Технологического Регламента необходима, с одной стороны, для повышения КИУМ, что возможно за счет сокращения времени вынужденных остановов энергоблоков в связи с нарушениями условий безопасной эксплуатации, определенных в Технологическом Регламенте. С другой стороны, оптимизация Технологического Регламента необходима для повышения безопасности АЭС за счет сокращения и исключения эксплуатации энергоблоков в условиях, определяющих высокий уровень риска, но не отраженных в положениях Технологического Регламента. Положения Технологического Регламента в части ДВВЭ без информации о вероятностном уровне опасности (без риск-информативного обоснования) всегда априорны и почти всегда являются неполными, поскольку в Технологическом Регламенте невозможно регламентировать условия для всех возможных конфигураций блока. Проверки всевозможных конфигураций, получаемых при плановых и внеплановых выводах в ремонт оборудования, каналов, систем осуществимы с помощью мониторов риска.
В случае традиционного мониторинга риска проводятся проверки всевозможных конфигураций, получаемых при плановых и внеплановых выводах в ремонт оборудования, каналов, ' систем, в сочетаниях и последовательности, разрешенных положениями Технологического Регламента. Такая постановка задачи не предусматривает оптимизации Технологического Регламента, а принимает все положения Технологического Регламента за критерии приемлемости (риска).
Оптимизация положений Технологического Регламента в части ДВВЭ на основе риск-информативного подхода связана с расчетом допустимых времен вывода оборудования из эксплуатации в любых сочетаниях и последовательностях (даже противоречащих положениям Технологического Регламента) по результатам оценки Вероятностного Показателя Безопасности (риска).
Целью данной работы является демонстрация риск-информативного подхода к оптимизации положений Технологического Регламента по эксплуатации АЭС в части ДВВЭ на примере Технологического Регламента по эксплуатации первого энергоблока Ленинградской АЭС.
Задачи данной работы состоят в проверке необходимости и целесообразности оптимизации Технологического Регламента эксплуатации первого энергоблока ЛАЭС в части требований по ДВВЭ.
Для этого выполнена проверка, так называемых, предельных конфигураций энергоблока, определяемых из регламента, т.е. проведена оценка уровней риска для конфигураций энергоблока, получаемых при допущении наиболее консервативных условий по выводу оборудования из эксплуатации.
По результатам анализа значимости базисных событий по фактору RIF определены тенденции оптимизации действующего ТР первого энергоблока: определены положения регламента, где возможна оптимизация в сторону ужесточения требований или оптимизация в сторону послабления требований в части ДВВЭ.
Такие оценки риска для предельных конфигураций выполнены по каждому из представленных в ТР условий:
Не регламентируемые по времени отключения оборудования систем безопасности;
Отключения оборудования систем безопасности на ограниченное время;
- Запрещенные выводы в ремонт оборудования систем безопасности на работающем
блоке.
По результатам работы даются рекомендации по оптимизации положений ТР первого энергоблока Ленинградской АЭС в части ДВВЭ.
Практическая ценность работы, помимо выше упомянутого, состоит в следующем: Разработанные подходы к вероятностному анализу конфигураций могут использоваться для разработки мониторов риска как энергоблоков Ленинградской АЭС, так и, для любых энергоблоков АЭС.
Задача оптимизации и риск-информативного обоснования положений Технологических Регламентов по эксплуатации энергоблоков в части определения условий безопасной эксплуатации при наличии модели ВАБ решается без больших затрат и ресурсов. Результаты работы, выносимые на зашиту. Работа посвящена разработке методики риск-информативного подхода и модели мониторинга риска для решения эксплуатационных задач, возникающих при планировании режимов ремонта, техобслуживания и испытаний оборудования на основе положений технологического регламента первого энергоблока Ленинградской АЭС, содержит также изложение основных результатов пилотных расчетных исследований. Вероятностная модель энергоблока 1 Ленинградской АЭС, которая используется для оценок риска при контроле над конфигурациями энергоблока, разработана при непосредственном участии или под руководством автора.
В диссертации обсуждаются и выносятся на защиту работы соискателя, выполненные в рамках разработки методологического подхода к решению вышеописанных задач проверки и оптимизации положений технологического регламента по ДВВЭ элементов систем, важных для безопасности - универсальная модель для оптимизации ТР энергоблоков АЭС на основе оценок факторов RIF. Автор защищает:
1. Методику подхода к решению задач проверки и оптимизации положений
технологического регламента по допустимым временам вывода элементов и систем из
эксплуатации (ДВВЭ).
Результаты по оценке положений технологического регламента относительно не регламентируемых по времени отключений оборудования систем безопасности.
Результаты по оценке положений технологического регламента относительно отключений оборудования систем безопасности на ограниченное время.
Результаты по оценке положений технологического регламента относительно запрещенных выводов в ремонт оборудования систем безопасности на работающем блоке.
5. Результаты оптимизации положений технологического регламента первого энергоблока
Ленинградской АЭС в части ДВВЭ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ К РАЗДЕЛУ «ВВЕДЕНИЕ»
«Программа мероприятий по повышению эффективности использования методов ВАБ при эксплуатации атомных электростанций концерна «Росэнергоатом» (АЭС ПРГ-109К04), утверждена техническим директором концерна «Росэнергоатом» Н.М.Сорокиным 23.09.04;
«Программа развития Вероятностного Анализа Безопасности (ВАБ) энергоблоков Ленинградской АЭС», утверждена главным инженером
Ленинградской АС О.Г.Черниковым 30.10.2003 г., Техническая библиотека ЛАЭС, Инв.№25519;
3. INSAG-8. Доклад Международной консультативной группы по Ядерной Безопасности,
серия изданий по безопасности.
4.Procedures for Conducting Probabilistic Safety Assessment of Nuclear Power Plants (Level 1). Safety Series No.50-P-4. IAEA, Vienna, 1993. - Руководство по проведению вероятностного анализа безопасности атомных станций. Уровень 1. (Перевод, подготовленный Научно-техническим центром по ядерной и радиационной безопасности Госатомнадзора России, 1993 г.).
5. Вероятностный анализ безопасности (INSAG-6), доклад Международной
консультативной группы по Ядерной Безопасности, серия изданий по безопасности, No.
75-INSAG-6, Вена, 1993.
BARSELINA Project. Probabilistic Safety Analysis of Ignalina NPP Unit 2. Report, RBMK/CMC/REG/25W, 1993. - Проект "Барселина". Вероятностный анализ безопасности 2-го энергоблока Игналинской АЭС.
LNPP-2 P&DSA project. Summary Report. LPR150. 1999. - Международный проект ВиДАБ 2-го энергоблока Ленинградской АЭС. Итоговый отчет № LPR150.
8. УОБ 2-го блока ЛАЭС. Вероятностный анализ безопасности второго блока
Ленинградской АЭС. Итоговый отчет по ВАБ, шифр ISA-LNPP2-RT-0787-R3.
9. Экспертные замечания НТЦ ЯРБ Госатомнадзора РФ по задаче ВАБ 2-го энергоблока
ЛАЭС (проект УОБ ЛАЭС)», архив проекта УОБ.
10. Технологический регламент по эксплуатации энергоблока №1 Ленинградской АЭС с
реактором РБМК-1000, арх. ПТО, Инв. №0-3334/0, Ленинградская АЭС,
2004 г.
11. Риск информативный подход к планированию проверок и ремонтов. Анализ
положений технологического регламента энергоблока №1 в части допустимых времен
простоя элементов СВБ., отчет ЛАЭС, ISA-LNPP1-RT-4272-R., 2006 г.
СВ. Кухарь, Винников Б.И. Применение методологии ВАБ для оптимизации режимов ремонта, техобслуживания и испытаний оборудования АЭС с реакторами РБМК. Вопросы ЯНТ. 2007 г. Вып. ...
Лебедев В.И., Черников О.Г., Жемчугов В.Г., Макушкин А.В., Кухарь СВ. (Ленинградская АЭС). Использование риск-информативного подхода к принятию
решений при эксплуатации АЭС. Статья в сборник научно-технических статей «Атомные электрические станции России. 2006 г.» Планируется к выпуску.
14. Лебедев В.И., Черников О.Г., Жемчугов В.Г., Макушкин А.В., Кухарь СВ.
"Использование модели ВАБ энергоблока 1 Ленинградской АЭС для обеспечения
мониторинга безопасности в различных режимах эксплуатации». Сборник докладов
семинара «Проблемы ВАБ для стояночных режимов и использование ВАБ для
модернизации и планирования технического обслуживания и ремонтов систем
безопасности» ФГУП «Атомэнергопроект», Москва 2007
Risk Spectrum PSA Professional. User's manual. Relcon AB.
Отчет по углубленной оценке безопасности энергоблока № 1 Ленинградской АЭС. Сводный том. Глава 5.4. Результаты вероятностного анализа безопасности. Отчет ЛАЭС. ISA-LNPP1-RT-4301-R3
