5 Презентация и обсуждение результатов проекта

ЕВРОПЕЙСКАЯ КОМИССИЯ
ЦЕНТР СОВМЕСТНЫХ
НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ГЕНЕРАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ
Энергетический институт
Техническая и научная поддержка
проектов TACIS и PHARE
ПРОЕКТ TACIS ПО ЯДЕРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
ПРОЕКТ TACIS R8.01/98
ПЕРЕВОД, РЕДАКТИРОВАНИЕ И РАСПРОСТРАНЕНИЕ ДОКУМЕНТОВ
(Распространение результатов)
-------------------------------------------------
Проект TACIS R3.1/91
Технология проведения вероятностного анализа
безопасности (ВАБ)
Обзор выполнения проекта
TSSTP/DISS/98/05 07 012
Авторы:
Проверено:
Проверено:
Утверждено:
С.КИРХШТАЙЕР
Р. ИСЛАМОВ
Х. ШОЛЬЦ
M. БИЕТ
Petten, 20.7.2005
EC/JRC-IE
МЦЯБ
EC/JRC-IE
EC/JRC-IE
308799261
TSSTP/DISS/98/05 07 012
Page 2
of 12
Содержание
АННОТАЦИЯ ........................................................................................................................................ 3
1 ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ ........................................................................................................ 3
2 ВВЕДЕНИЕ ..................................................................................................................................... 4
3 ЦЕЛИ............................................................................................................................................. 4
4 ВНЕДРЕНИЕ.................................................................................................................................. 5
4.1
Осуществление Задач Проекта ..............................................................................................5
4.1.1
Задача 1: Процедуры и управление проектом. .....................................................5
4.1.2
Задача 2: Поставка аппаратного и программного обеспечения ..................5
4.1.3
Задача 3: база данных по надежности .......................................................................5
4.1.4
Задача 4: ВАБ Уровень 1 ..................................................................................................5
4.1.5
Задача 5: ВАБ Уровень 2 ..................................................................................................5
4.1.6
Задача 6: ВАБ Уровень 3 ..................................................................................................5
4.1.7
Задача 7: Оценка способности защитной оболочки ..........................................6
4.1.8
Задача 8: Сейсмический ВАБ .........................................................................................6
4.1.9
Задача 9: Обеспечение Качества...................................................................................6
4.2
Разработка базы данных по надежности ..........................................................................6
5 ПРЕЗЕНТАЦИЯ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРОЕКТА ............................................. 7
5.1
Достигнутые Проектные результаты .................................................................................7
5.2
Ограничения анализа ..................................................................................................................8
5.3
Замечания по анализу Сейсмического риска ................................................................9
5.4
Замечания по оценке потенциала Защитной оболочки .........................................10
5.5
Главные выводы...........................................................................................................................10
6 РЕКОМЕНДАЦИИ ....................................................................................................................... 10
7 ССЫЛКИ ....................................................................................................................................... 11
308799261
TSSTP/DISS/98/05 07 012
Page 3
of 12
АННОТАЦИЯ
Самыми важными выводами являются:
-
-
Результат ВАБ для риска повреждения активной зоны составил 4.1E-5/y – на
это значение, в основном, влияют последствия потери электроснабжения от
энергосистемы (85%) – основными факторами здесь являются отказ дизель
генератора и отказ в рекуперации вне станционной электроэнергии; разрывы
паропровода в не изолируемых зонах (8%), останов реактора (4%) и потеря
системы нормального отвода остаточного тепла (2%). Вклад оставшихся
исходных событий составляет менее 1%.
При анализе были успешно рассчитаны периодичности состояний
повреждения станции для входа на Уровень 2 ВАБ.
При анализе были выработаны некоторые рекомендации относительно
оборудования, играющего очень важную роль при анализе:
o Обеспечить подачу дополнительной электроэнергии из отдельных
источников;
o Включить дополнительные отсечные клапаны в парогенераторы.
Была идентифицирована область высокой неопределенности, а именно,
необходимость в проведении дополнительного анализа с целью уменьшения
неопределенностей в некоторых определенных моментах анализа Ожидаемых
Переходных Процессов без срабатывания аварийной защиты.
1 ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ
ATWS
Ожидаемые Переходные Процессы без срабатывания
аварийной защиты
I&C
Контрольно-измерительная аппаратура и Управление
PSA
Вероятностный анализ безопасности
EHRS
Система аварийного отвода тепла
EIRS
Система аварийной подпитки и рециркуляции
FC
Относительный Вклад
CD
Повреждение активной зоны
CDF
Частота повреждений активной зоны
NHRS
Система нормального отвода тепла
NILSL
Не изолируемая Течь от паропровода
LNHR
Потеря системы нормального отвода тепла
LMFW
Потеря питательной воды
LNRR
LOCA
авария с течью первого контура
LSS
LSSTC
MFW
Основная питательная вода
308799261
TSSTP/DISS/98/05 07 012
Page 4
RT
RDF
RIF
TACIS
of 12
Останов реактора
Фактор снижения риска
Фактор повышения риска
Проект по оказанию технической поддержки Странам СНГ.
2 ВВЕДЕНИЕ
В рамках программы обеспечения ядерной безопасности TACIS-91 (Проекта по
оказанию технической поддержки странам СНГ) Европейская комиссия (ЕК)
поручила консорциуму ведущих атомных энергетических компаний Бельгии,
Испании и Великобритании под руководством NNC Ltd. (Англия) выполнить
проект 3.1 Вероятностный анализ безопасности.
Целью данного проекта является передача российской стороне западной
технологии и опыта по проведению вероятностного анализа безопасности и
анализа конструкционного и сейсмического риска для АЭС с реакторами ВВЭР1000.
Для вероятностного анализа безопасности, проводимого как часть TACIS 91
Проект 3.1, была выбрана Балаковская АЭС Блок 4.
3
ЦЕЛИ
Основной целью проекта Tacis 3.1 была передача Западной технологии
выполнения вероятностного анализа безопасности Уровня 1 для внутренних
событий Российским организациям, вовлеченным в проектирование и доводку
АЭС с реакторами ВВЭР, программного обеспечения и оказание услуг, чтобы
дать возможность Российским организациям:
-
Оценить безопасность реакторов ВВЭР;
-
Поддержать процесс принятия решений, связанных с монтажем,
эксплуатацией и ремонтом недавно спроектированных эксплуатируемых
станций;
-
Повысить безопасность реакторов, находящихся на стадии строительства
или проектирования.
Главная цель, а именно, передача Западной методологии по проведению ВАБ,
была успешно достигнута. Но в связи с отсутствием некоторых исходных
данных полный объем анализов не был охвачен.
В целом, участник проекта рассматривает проект как полезный. Западная
методология по проведению ВАБ была передана Российской стороне, и сейчас
персонал Российских станций может проводить ВАБ для АЭС с реакторами
308799261
TSSTP/DISS/98/05 07 012
Page 5
of 12
ВВЭР-1000, но, однако, с некоторыми ограничениями ввиду отсутствия
некоторых исходных данных.
4
ВНЕДРЕНИЕ
4.1 Осуществление Задач Проекта
Проект был поделен на 9 задач:
4.1.1 Задача 1: Процедуры и управление проектом.
Эта задача завершена. Выпущены все процедуры в соответствии с требованиями
TOR.
4.1.2 Задача 2: Поставка аппаратного и программного обеспечения
Завершена поставка аппаратного и программного обеспечения, требуемая
первоначальным контрактом. Задача была выполнена успешно, даже и при
отклонении от начального графика. Она включала двухлетнюю ежегодную
лицензию ABAQUS для осуществления целей проекта.
4.1.3 Задача 3: база данных по надежности
Завершено создание базы данных по надежности. Были выпущены отчетный
доклад по задаче и отчет по сбору данных. Завершение задачи было задержано, в
основном, из-за сбора и анализа данных, что заняло большую часть времени.
Некоторые данные, необходимые для Задачи 4 как входная информация, вообще
не были доступны. Даже при таких ограничениях задача была завершена в
соответствии с Техническим заданием(TOR).
4.1.4 Задача 4: ВАБ Уровень 1
ВАБ Уровень 1 был завершен. Были выпущены окончательный отчет по ВАБ
Уровень 1 и Отчетный доклад по ВАБ Уровень 1. Следовательно, что касается
передачи методологии по ВАБ, эта задача была завершена успешно, несмотря на
низкий уровень качества исходных данных, что, в свою очередь, привело к
задержке в полгода.
4.1.5 Задача 5: ВАБ Уровень 2
4.1.6 Задача 6: ВАБ Уровень 3
Завершена вся работа, которую можно было провести по этим двум задачам в
рамках данного проекта. В связи с отсутствием входной информации из Проекта
3.8 ТАСИС «тяжелые аварии» невозможно было достичь полного объема
анализа, требуемого в задачах.
308799261
TSSTP/DISS/98/05 07 012
Page 6
of 12
4.1.7 Задача 7: Оценка способности защитной оболочки
Атомэнергопроект выпустил все отчеты по анализу оценки способности
защитной оболочки. Консорциум дал комментарии по этим отчетам, и
Атомэнергопроект рассматривает эти комментарии.
4.1.8 Задача 8: Сейсмический ВАБ
Завершено построение кривой сейсмического риска для площадки Балаково, и
выпущен отчет.
4.1.9 Задача 9: Обеспечение Качества
Эта задача завершена.
Согласованные результаты были получены в той степени, в какой это возможно
в настоящей ситуации, включая ограничения, вызванные отсутствием входной
информации из Проекта R 3.8/91.
4.2 Разработка базы данных по надежности
АЕАТ разработала процедуры сбора данных, и эти процедуры были приняты к
использованию на Балаковской АЭС. Процедура описывает, каким образом
необходимо собрать и сравнить данные для ВАБ Уровня 1. Также было
представлено руководство по расчету надежности, и была предоставлена
информация по интенсивности отказов на основе конкретных данных по
событиям на станции. Эта информация была включена в ранее собранные
данные таким образом, чтобы она соответствовала вышеуказанным процедурам.
После предоставления в Атомэнергопроект Базы данных МенеджерТМ
(программное обеспечения для анализа надежности) данные собирались и
обрабатывались с помощью этого программного обеспечения. Персонал
Балаковской АЭС также использовал свое собственное программное
обеспечение Event Data Desk параллельно с Базой данных МенеджерТМ.
Атомэнергопроект подготовил отчет по базе данных. Этот отчет содержал
информацию для начальной квантификации частоты повреждений активной
зоны. База данных содержит параметры надежности элементов для различных
режимов эксплуатации и отказов. В базе данные также есть информации по
исходным событиям. Данные, используемые для расчета исходных событий
были получены на основе опыта эксплуатации Балаковской АЭС, опыта
эксплуатации реакторов ВВЭР и на основе общих данных по реакторам PWR.
Окончательный отчет содержит частоты возникновения исходных событий, а
также параметры надежности элементов системы, связанной с безопасностью.
Проверенные данные охватывают период, начиная с декабря 1985 года до второй
четверти 1995 года, что составляет период сбора сроком почти 26 реакторных
лет. Данные были получены из отчетов по станционным событиям, отчетов по
нарушениям и из журналов по учету дефектов. Данные собирались для всех
308799261
TSSTP/DISS/98/05 07 012
Page 7
of 12
компонентов, обозначенных в Проекте 3.1 TACIS-91, Процедура для отчетов по
Анализу Систем.
Сбор данных проводился в соответствии с требованиями технической
процедуры для сбора данных. Атомэнергопроект выпустил два отчета, и АЕА-Т
и консорциум проверили эти отчеты и дали свои комментарии. Выпущенными
окончательными отчетами являются:
1. Разработка базы данных для ВАБ Уровень 1.
2. Отчет по сбору данных (эксплуатационные данные).
13 и 14 марта 1995 года в Москве было проведено обучение по использованию
программного обеспечения для анализа надежности «База данных
МенеджерТМ».
Были разработаны и переданы в Атомэнергопроект процедуры и программное
обеспечение, предназначенные для анализа данных по надежности на
Балаковской АЭС. Персонал Атомэнергопроекта и Балаковской АЭС был
успешно обучен применению процедур и программного обеспечения.
Отчеты, подготовленные для проекта были утверждены для использования в
рамках Вероятностного Анализа Безопасности Балаковской АЭС. Вследствие
задержек, которые имели место в ходе реализации проекта, не был завершен в
срок окончательный отчет по сбору данных для квантификации ВАБ. В
результате, для квантификации ВАБ использовалась база данных, разработанная
для отчета ВАБ Уровень 1, которая содержит общие данные из различных
источников. Окончательные отчет по сбору данных, содержащий
эксплуатационные данные, сейчас завершен, и эти данные можно использовать
во время любой будущей работы, связанной с ВАБ. Рекомендуется продолжить
кампанию по сбору данных на Балаковской АЭС, а также рекомендуется
выпускать в будущем такие усовершенствованные отчеты, чтобы на основе
конкретных станционных данных можно было бы повторно квантифицировать
ВАБ.
5
ПРЕЗЕНТАЦИЯ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРОЕКТА
5.1 Достигнутые Проектные результаты
Изучение ВАБ проводилось для Балаковской АЭС, Блок 4, реактор ВВЭР-1000
(этот реактор был выбран, как референтный реактор). Следующие основные
фазы были, в целом, завершены:
-
Подготовка технических процедур, необходимых для разработки
различных разделов вероятностного анализа безопасности;
Обучение, Техническая поддержка и контроль во время выполнения ВАБ;
308799261
TSSTP/DISS/98/05 07 012
Page 8
-
of 12
Обзор результатов выполненного анализа.
В сентябре 1993 Атомэнергопроект начал выполнение задач, связанных с ВАБ, и
такими задачами являются:
-
Идентификация необходимой проектной документации и ее анализ;
Идентификация исходных событий
-
Идентификация критерий приемлимости термогидравлических анализов,
необходимых для определения критериев успеха
Разработка аварийной последовательности
Анализ систем
Анализ зависимости
Анализ надежности персонала
Анализ значимости
Квантификация
-
Документация, Промежуточный отчет и окончательный отчет по ВАБ
Поскольку основной целью проекта была передача технологии для
выполнения ВАБ Уровень 1, задача была, в основном, выполнена благодаря
разработке технических процедур. При этом, благодаря развитию ВАБ для
референтной АЭС (Балаково, Блок 4), стала возможной совместная работа с
Российской стороной, проведение обучения для Российской стороны и
оказания ей поддержки.
5.2 Ограничения при проведении анализа
Хотя выполненная работа соответствует стандарту, установленному для
выполнения ВАБ Уровень 1, важно указать, что есть серия ограничений,
которые необходимо учитывать при использовании результатов анализов.
Большая часть наиболее важных ограничений упоминается в окончательном
отчете по задаче, и такими ограничениями являются:
-
Число рассмотренных исходных событий не является исчерпывающим
вследствие отсутствия термогидравлических расчетов или конкретных
данных по референтной станции. Следовательно, перечень исходных
событий не включает разрывы паропровода или соответствующих аварий
типа LOCA, и никакого конкретного анализа проведено не было, для
некоторых вспомогательных систем. Последовательности разгерметизации
второго контура не были до конца проанализированы. Последовательности
ожидаемых переходных процессов без срабатывания аварийной защиты
реактора также не были проанализированы; они рассматриваются как
отдельное финальное состояние в результате повреждения активной зоны,
следовательно, их влияние на частоту повреждения активной зоны не
учитывалась;
308799261
TSSTP/DISS/98/05 07 012
Page 9
of 12
-
Анализ надежности персонала был упрощен. Хотя действия людей после
аварии были детально проанализированы, система, используемая для их
идентификации, не была полностью обоснована. Не учитывались действия,
имеющие место до исходных событий, - главным образом, калибровки; также
не учитывались возможные восстановительные действия, которые дают
возможность получить более реалистичную частоту повреждения активной
зоны;
-
Не рассматривались отказы по общей причине контрольно-измерительной
аппаратуры;
-
Поскольку доступ к конкретным данным с эталонной станции был ограничен,
используемые данные базировались на общих концепциях, а это приводит к
потере конкретных станционных аспектов;
Важным техническим вопросом, который не был решен в отчетах по анализу
системы, является моделирование отказов батарей по общей причине.
В некоторых случаях все эти аспекты могут оказывать значительное влияние, и
при использовании результатов ВАБ их необходимо учитывать.
Наконец, необходимо отметить, что ВАБ при останове реактора находился лишь
на стадии разработки во время передачи технологии вследствие ограничений по
термогидравлическому анализу и ограниченных знаний по конкретным
мероприятиям, проводимым на референтном блоке АЭС.
Консорциум проанализировал проект и предоставил комментарии по отчетам,
выпущенным Атомэнергопроектом. Хотя некоторые отчеты на русском языке,
достаточное количество диаграмм и анализов – на английском. Поэтому анализ
был завершен удовлетворительно, и этому завершению также помогли беседы,
проводимые на встречах с Атомэнергпроектом. В целом, анализ Консорциума
дает достаточную уверенность, что ВАБ Уровень 1 был подготовлен в
соответствии с требованиями технических Процедур, несмотря на ограничения,
указанные в отчете.
5.3 Замечания по анализу Сейсмического риска
В рамках задачи 8 был подготовлен окончательный отчет для предварительного
сейсмического ВАБ для Балаковской АЭС. Общее значение частоты
повреждения активной зоны 2E-06 было получено на основе расчетов,
проведенных во время следующих анализов:
- Построение кривой сейсмического риска;
- Анализ прочночти для оборудования и конструкций АЭС.
В рамках изучения сейсмического риска были установлены и классифицированы
главные факторы (вкладчики). Были определены цели проведения дальнейшего
анализа, а именно, анализа слабых мест и ограничений. Российской стороне
были предоставлены следующие компьютерные коды, и эти коды
использовались для анализа: код Abaqus на основе использования метода
конечного элемента и код по ВАБ «Risk Spectrum PSA».
308799261
TSSTP/DISS/98/05 07 012
Page 10
of 12
5.4 Замечания по оценке потенциала Защитной оболочки
В рамках задачи 7 был завершен анализ поведения защитной оболочки в
аварийных режимах, и предполагалось, что этот анализ будет использоваться во
время изучения ВАБ Уровень 2.
Задача завершена, и получены следующие результаты:
 Российским партнерам был передан расчетный код ABAQUS;
 Собрана информация по проекту;
 Разработана модель асимметричной защитной оболочки на основе
использования метода конечных элементов;
 Разработана трехмерная модель
транспортного шлюза на основе
использования метода конечных элементов;
 Оценены вероятности отказов, связанных с течью и прочностью защитной
оболочки;
Определены рекомендации и ограничения по проведению анализа.
5.5 Главные выводы
Атомэнергопроект успешно применяет технологию проведения ВАБ Уровень 1
для Блока 4 Балаковской АЭС. Хотя в анализе есть некоторые ограничения,
результаты проекта формируют основу для:
-
Оценки безопасности реакторов ВВЭР-1000
Поддержки процесса принятия решений, связанных с монтажем,
эксплуатацией и ремонтом недавно спроектированных станций
Повышения безопасности реакторов, находящихся на стадии проектирования
или строительства.
Хотя проведенная работа является стандартом для выполнения ВАБ Уровень 1,
важно отметить, что существует ряд ограничений, которые необходимо
учитывать при использовании результатов анализа. Рекомендуется проводить
дополнительные анализы с привлечением основных начальных параметров
таким образом, чтобы можно было бы получить более точное определение
существующих неопределенностей.
6
РЕКОМЕНДАЦИИ
Были выработаны некоторые рекомендации относительно оборудования,
которое играет важную роль в проведении анализа:
308799261
TSSTP/DISS/98/05 07 012
Page 11
of 12
o Обеспечить дополнительное электроснабжение от энергосистемы;
o Включить дополнительные отсечные клапаны в парогенераторы.
Были выявлены области с высокой неопределенностью и, как следствие,
необходимость провести дополнительный анализ с целью снижения
неопределенностей в некоторых конкретных разделах анализа Ожидаемых
Переходных Процессов без срабатывания аварийной защиты.
7
ССЫЛКИ
Ссылки /взаимосвязь с другими проектами ТАСИС:
R1.3/91 Анализ аварий на реакторах ВВЭР-230:
Данный проект должен был представить граничные условия и результаты
термогидравлического анализа, которые являлись исходными данными для
определения критериев успеха и аварийных последовательностей деревьев
событий ВАБ. Неполучение указанной информации в рамках данного проекта
вынудило Консорциум строить определение критериев успеха деревьев
событий, основываясь на имеющихся расчетах Российской стороны, что
создало препятствия для более точного и реалистичного определения,
полученного на основе предыдущих вычислений. Невозможность
выполнения подобных вычислений создала помехи для проведения анализа
некоторых исходных событий и аварийных последовательностей, а также
усложнило выполнение проекта.
R1.4/91 Вероятностный анализ безопасности:
Результаты этого проекта являются
Распространению Документации.
частью
проекта
R8.01/98
по
R1.5-91 Усовершенствование проектов ВВЭР 440/V230:
В связи с преждевременным окончанием данного проекта не оказалось в
распоряжении результатов и предложений по улучшению, касающемуся
систем безопасности, что воспрепятствовало проведению оценки их
эффективности с вероятностной точки зрения в рамках анализа ВАБ.
R1.10/91 Анализ гермообъёма ВВЭР 230:
Результаты данного проекта были учтены в соответствии со степенью
применимости к анализу ВАБ.
R3.1/91 Данные в поддержку вероятностного анализа безопасности:
308799261
TSSTP/DISS/98/05 07 012
Page 12
of 12
Технические процедуры, разработанные в рамках проекта 1.4 для задач,
соответствующих уровню 1 ВАБ, были адаптированы и реализованы с
незначительными изменениями в рамках проекта 3.1 для Балаковской АЭС.
Между обоими проектами был установлен высокий уровень взаимодействия
и обмена данными.
R3.6-91 Технология противопожарной защиты:
Была получена вся доступная информация, запрошенная из данного проекта,
касающаяся противопожарных систем, противопожарных барьеров и т.д., а
также информация, связанная с предложениями по усовершенствованию
станции в отношении противопожарной защиты. Указанная информация, во
многих случаях дублирующая информацию, полученную в рамках проекта
1.4, была учтена при проведении анализа. В этом отношении было принято
решение о том, чтобы противопожарный анализ ВАБ проводился на основе
современного состояния станции, а все конструктивные изменения, имеющие
положительный эффект, были отмечены в полученных результатах.
308799261
TSSTP/DISS/98/05 07 012