15 мая 2013

Оценка безопасности и пути повышения устойчивости АЭС к экстремальным внешним воздействиям

Atomic-Energy.ru
Соотношение безопасности и инвестиций

Сразу после аварии на АЭС «Фукусима-1» российские атомщики проверили все российские атомные электростанции на наличие и эффективность аварийных систем, а также на устойчивость к экстремальным воздействиям внешних факторов.

Из уроков аварии на АЭС «Фукусима-1» ясно следует, что ключевым критерием успеха по предотвращению тяжелой аварии при чрезвычайной ситуации с полной потерей энергоснабжения является его быстрое восстановление и возобновление подачи воды для расхолаживания ядерного топлива. Поэтому на каждом энергоблоке должен быть организован запас неповреждаемых при стихийных бедствиях технических средств, обеспечивающих энерго- и водоснабжение для охлаждения реактора и отработавшего топлива.
Персонал, руководство АЭС и эксплуатирующей организации должны быть нацелены на незамедлительные действия по предупреждению тяжелых аварий с использованием любой внешней помощи. Готовность к аварийному реагированию должна охватывать весь персонал, начиная с руководящих работников.

Первая реакция на аварию на АЭС «Фукусима-1»

Сразу же после начала аварии на АЭС «Фукусима-1», 12 марта 2011 года в Госкорпорации «Росатом» была создана рабочая группа по прогнозированию развития ситуации на этой станции, а 17 марта – межотраслевой рабочий штаб для проведения оценки состояния российских АЭС и планирования мероприятий, обеспечивающих их ядерную безопасность при экстремальных внешних воздействиях.
Помимо концерна «Росэнергоатом», выполняющего координирующие функции, в состав рабочего штаба вошли представители наладочных, проектных, научных и конструкторских организаций.

Перед штабом стояли следующие задачи:

  • проверка состояния действующих АЭС на соответствие проектам, нормам и правилам;
  • анализ проектов действующих и сооружаемых АЭС на безопасность и надежность при возникновении различных чрезвычайных ситуаций;
  • по результатам анализа – разработка дополнительных мер по обеспечению безопасности атомных станций в различных аварийных ситуациях АЭС.

В марте также прошли проверки безопасности всех российских АЭС: с 21-28 марта – силами самих станций, с 28 марта по 4 апреля – эксплуатирующей организацией (концерном «Росэнергоатом»).

На соответствие проектной документации, действующим нормам и правилам проверялись:

  • системы аварийного энергоснабжения;
  • системы водородной взрывобезопасности;
  • сейсмостойкость;
  • гидротехнические сооружения;
  • системы аварийного охлаждения активной зоны реактора;
  • система радиационного контроля;
  • готовность АЭС к управлению авариями и ликвидации пожаров.

Результаты проверок показали, что на всех АЭС выполняются как федеральные требования по безопасности (с учетом компенсирующих мероприятий), так и условия действия лицензий, выданных Ростехнадзором. Проведена модернизация, необходимая для приведения АЭС в соответствие с новыми нормами и правилами, однако в ряде случаев не в полной мере завершены работы по обеспечению водородной взрывобезопасности в герметичных объемах оболочки энергоблоков. Выявлены отдельные недостатки в системах рекомбинации водорода и обеспечении сейсмостойкости.

Методология проведения и результаты стресс-тестов

Затем был проведен анализ состояния безопасности и надежности АЭС при возникновении чрезвычайных ситуаций с экстремальными внешними воздействиями (стресс-тесты).

С учетом накопленного ранее детерминистского опыта оценки последствий запроектных аварий было рассмотрено воздействие на АЭС совокупности следующих факторов:

  • последовательное невыполнение функций безопасности штатными системами;
  • дополнительные отказы оборудования;
  • неэффективные противоаварийные действия

При этом оценивались:

  • целостность защитных барьеров (биологической защиты, герметичного ограждения блоков, контура теплоносителя реактора, оболочек твэлов, топливных матриц);
  • время деградации барьеров на пути распространения радиоактивных продуктов деления;
  • обеспечение теплоотвода от активной зоны реактора к конечному поглотителю;
  • целостность элементов активной зоны реакторов;
  • целостность основного контура циркуляции теплоносителя;
  • целостность герметичных помещений реактора.

За последние 10-15 лет на российских АЭС была проведена модернизация, направленная на повышение их безопасности. Анализ устойчивости действующих энергоблоков к запроектным авариям позволил выявить уязвимые места и определить перечень гипотетических исходных событий для каждой АЭС. Выяснилось также, что в проектах АЭС не предусмотрены меры реагирования на чрезвычайные ситуации с потерей всех источников отвода тепла от реакторной установки, с полной и длительной (более 10 суток) потерей связи с АЭС с внешними источниками энергоснабжения, с наложением двух и более отказов, не зависимых от исходного события.

Результаты стресс-тестов показали, что, несмотря на то, что в целом надежность АЭС соответствует действующим требованиям, для повышения их «живучести» требуется реализация дополнительных мер. В частности, необходимо дооснащение энергоблоков дополнительным оборудованием, что обеспечит быстрое и эффективное аварийное реагирование в условиях изоляции атомных станций.

Современные российские проекты атомных энергоблоков отвечают как действующим требованиям, так и новым, обусловленным аварией на АЭС «Фукусима-1». Так, важный количественный показатель надежности – время обеспечения режимов расхолаживания при авариях с обесточиванием при разрыве первого контура в проектах Тяньваньской АЭС, АЭС «Куданкулам», вторых очередей Нововоронежской и Ленинградской АЭС составляет 24 ч, в проекте ВВЭР ТОИ (типовой оптимизированный информатизированный) – 72 ч. При сохранении целостности первого контура режим расхолаживания во всех указанных проектах обеспечивается неопределенно долгое время.

Меры по повышению безопасности

По результатам стресс-тестов были разработаны мероприятия по повышению уровня безопасности действующих АЭС – оперативные (рассчитанные на один-четыре месяца), краткосрочные (в течение года), среднесрочные (один-два года) и долгосрочные (три-пять лет).
Оперативные мероприятия включали:

  • целевые проверки и анализ обеспечения безопасности АЭС при экстремальных воздействиях;
  • внеочередные противоаварийные тренировки персонала атомных станций по сценариям запроектных аварий;
  • анализ дополнительных сценариев запроектных аварий с учетом влияния ситуации на соседних энергоблоках;
  • увеличение количества регулярных тренировок по действиям персонала при запроектных авариях.

Краткосрочные мероприятия были в основном связаны с «критическими» системами энерго- и водообеспечения. Так. были определены аварийные резервные (дополнительные) источники подачи электроэнергии и воды для обеспечения теплоотвода от активной зоны, бассейна выдержки и хранилищ ОЯТ. Кроме того, предусмотрены дополнительные исследования и анализ материалов сейсмического районирования АЭС, расчетный анализ сейсмического воздействия на реакторную установку, бассейны выдержки, станционные хранилища ОЯТ, а также анализ достаточности действий персонала по управлению авариями в противоаварийных инструкциях и руководствах.

Сейчас идет разработка технических заданий на дополнительные проектные решения для конкретных энергоблоков. В рамках среднесрочных  мероприятий предполагается разработать проектно-сметную документацию и приступить к реализации этих решений, поставить на АЭС дополнительное оборудование и затем провести корректировку противоаварийных инструкций и руководств по управлению авариями

Когда дополнительные проектные решения будут реализованы в полном объеме (долгосрочные мероприятия) противоаварийных инструкций и руководств по управлению авариями также буду скорректированы.