Общие проектные решения

К принципам, связанным с общими проектными решениями, относится группа принципов, обусловленная общими особенностями АЭС, в составе:

- технологические управляющие системы АС;

- автоматические системы безопасности;

- целевые показатели надежности;

- зависимые отказы;

- аттестация оборудования;

- возможности инспектирования оборудования;

- радиационная защита в проекте.

Для важных нейтронно-физических и термогидравлических переменных параметров АС устанавливаются рабочие диапазоны, аварийные уставки и пределы безопасности.

В соответствии с ОПБ-88/97 в проекте АС должны быть установлены:

- проектные пределы - значения параметров и характеристик состояния систем и АС в целом, установленные в проекте для нормальной эксплуатации и нарушений нормальной эксплуатации, включая предаварийные ситуации и аварии;

-эксплуатационные пределы - значения параметров и характеристик состояния систем и АС в целом, заданных в проекте для нормальной эксплуатации;

- эксплуатационные условия - установленные проектом условия по количеству, характеристикам, состоянию работоспособности и техническому обслуживанию систем, необходимые для работы без нарушения эксплуатационных пределов;

- пределы безопасной эксплуатации АЭС - установленные проектом значения параметров технологического процесса, отклонения от которых могут привести к аварии;

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

Эксплуатационные пределы (аварийные уставки) выбираются таким образом, чтобы переменные параметры АС не достигли пределов безопасной эксплуатации (пределов безопасности).

Важные нейтронно-физические и термогидравлические переменные параметры автоматически поддерживаются в рабочем диапазоне. Это осуществляют системы с обратными связями, которые воздействуют на соответствующие средства управления, когда переменные параметры начинают выходить за рамки рабочего диапазона.

В случае событий, последствия которых превышают защитные возможности систем нормальной эксплуатации, должны быть предусмотрены системы безопасности, которые даже при наиболее тяжелых проектных аварий должны обеспечить ограничение повреждения станции и в особенности активной зоны (Рис. 6.8). Срабатывание и действие систем безопасности должно быть высоконадежным. Эта надежность обеспечивается защитой от отказов по общей причине, независимостью систем безопасности от систем нормальной эксплуатации. Конструкция этих систем должна обеспечивать исключение потери функций, выполняемых системами безопасности, в результате отказа какого-либо элемента. В проекте АС должен быть выполнен анализ надежности в целях выработки требований по следующим вопросам:

- рациональной кратности каналов систем безопасности и элементов для удовлетворения принципу единичного отказа с учетом вероятностных оценок уровня надежности;

- исключению различных видов зависимостей элементов и возможных отказов по общей причине;

- предотвращению или снижению вероятности отказов систем и элементов из-за ошибок персонала;

- регламенту (периоду и объему) проверок работоспособности систем, контролю за состоянием систем и элементов в процессе эксплуатации;

- допустимому времени нахождения в ремонте каналов систем и элементов при работе АС на мощности;

- требуемому уровню надежности разрабатываемых элементов.

В целях повышения надежности в проекте АС должны предусматриваться дополнительные независимые системы, каждая из которых может самостоятельно выполнить функцию безопасности. Физическое разделение каналов систем и применение систем, работающих на разных принципах, позволяют снизить вероятность отказов по общей причине.

В соответствии с ОПБ-88/97:

- отказы по общей причине - отказы систем (элементов), возникающие вследствие одного отказа или ошибки персонала, внешнего или внутреннего воздействия или иной внутренней причины;

- зависимый отказ - частный случай отказа по общей причине, являющийся следствием другого отказа или события;

- необнаруживаемый отказ - отказ системы (элемента), который не проявляется в момент своего возникновения при нормальной эксплуатации и не выявляется предусмотренными средствами контроля в соответствии с регламентом технического обслуживания и проверок;

- принцип еденичного отказа - принцип, в соответствии с которым система должна выполнять заданные функции при любом требующем ее работы исходном событии и при независимом от исходного события отказе одного любого из активных элементов или пассивных элементов, имеющих механические движущие части.

Для удовлетворения принципу единичного отказа должны использоваться следующие требования построения систем безопасности:

- резервирование - применение дополнительного количества систем, их каналов и элементов для обеспечения избыточной способности для выполнения ответственной функции;

- независимость - функционирование одной системы (канала системы) не должно зависеть от работы другой системы (другого канала);

- разделение - физическое отделение систем (каналов систем), выполняющих одну и ту же функцию, физическим барьером или разнесение их на определенное расстояние для уменьшения вероятности их одновременного отказа по общей причине;

- разнопринципность (разнообразие, разнотипность) - выполнение систем (элементов), выполняющих одну и ту же функцию, различными по принципу действия, конструкции для защиты от однотипных отказов.

Процесс проектирования включает идентификацию окружающих условий, при которых оборудование должно функционировать. Сюда входят условия, ожидаемые при различных авариях, включая крайние значения температуры и скорости их изменения, давления, излучения, вибрации, влажности, ударной силы струи, последствия землетрясений. Надежность оборудования должна поддерживаться в течение всего срока службы АС. Должно уделяться внимание отказам по общей причине из-за эффектов старения. Старение учитывается при определении окружающих условий, рабочих циклов, срока службы, заменяемости деталей систем и оборудования. Необходимо стремиться, чтобы аттестация проводилась на основе испытаний прототипного оборудования. Если это практически невозможно в случае вибраций или старения, то следует полагаться на анализ или испытания плюс анализ.

Для убежденности в том, что меры безопасности обеспечиваются в течение всего срока службы АС, в процессе эксплуатации должны проводиться инспекции оборудования, систем и конструкций, важных для обеспечения безопасности. Для этих целей должен быть предусмотрен доступ для инспектирования, установлена периодичность и простота проведения инспекций. При проектировании должны быть рассмотрены вопросы радиационной защиты персонала при проведении инспекций в процессе эксплуатации.

При проектировании систем и оборудования с радиоактивной рабочей средой должно обеспечиваться консервативное соблюдение установленных пределов облучения. При проектировании АС:

- должно обеспечиваться, что все компоненты АС, содержащие радиоактивные вещества, имеют соответствующую защиту и эта защита эффективна и в необычайных условиях (например, ремонт);

- должны учитываться требования радиационной защиты при компоновке оборудования;

- должно уделяться внимание применению материалов, которые в процессе нейтронного облучения значительно не активируются изотопами с большим периодом полураспада, исключаться решения, способствующие накоплению активированных материалов в местах, из которых их трудно удалить, использоваться покрытия, облегчающие дезактивацию.