Главная > Разное > Концепция безопасности «течь перед разрушением» для сосудов и трубопроводов давления АЭС
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

1.2. Место концепции ТПР в системе обеспечения безопасности эксплуатации сосудов и трубопроводов давления АЭС

В соответствии с «Основными положениями обеспечения безопасности АЭС» (ОПБ—88) [15] безопасность — это свойство АЭС при нормальной эксплуатации и в случае аварии ограничивать радиационное воздействие на персонал, население и окружающую среду установленными пределами. Это определение свидетельствует, что под безопасностью в атомной энергетике понимают, прежде всего, ядерную безопасность.

Очевидно, для сосудов и трубопроводов давления первого контура ядерного реактора критерии ядерной безопасности и безопасности эксплуатации в общетехническом смысле совпадают. Главное свойство, которым эти конструкции должны обладать с позиции как ядерной, так и технической безопасности — это прочность (в более узком смысле целостность или сопротивление разрушению).

В силу того, что требования НТД для АЭС изложены с позиций ядерной безопасности, далее место концепции ТПР в системе безопасности АЭС будет рассмотрено только с позиций ядерной безопасности с учетом ОПБ—88.

На пути распространения ядерного топлива существует несколько так называемых барьеров безопасности (рис. 11).

Из рис. 11 следует, что объектом концепции ТПР являются элементы конструкций 3-го барьера безопасности.

В терминах ОПБ-88 комплекс технических и организационных мер, обеспечивающих на АЭС безопасность эксплуатации на основе концепции ТПР, можно отнести к системе безопасности 2-го класса с защитным и частично локализующим характером действия, направленного на защиту 3-го барьера безопасности и локализацию аварии в самом ее начале.

Система безопасности, основанная на концепции ТПР (в дальнейшем система безопасности ТПР), включает сосуды и трубопроводы давления первого контура, теплоноситель, обусловливающий термомеханическое и коррозионное воздействие на них. приборы и технические средства контроля течи и состояния трубопроводов, НТД, определяющие действия персонала при контроле и обнаружении течи, технические средства останова реактора при возникновении течи, а также персонал.

Как было показано в разд. 1.1, основная идея концепции ТПР — предупреждение внезапного разрыва сосуда или трубопровода давления. В связи с тем, что в ОПБ—88 внезапный поперечный разрыв главного трубопровода АЭС с образованием двухстороннего истечения теплоносителя постулируется как начало максимальной проектной аварии (МПА), возникает некоторое логическое противоречие между концепцией ТПР, реализация которой исключает возможность внезапного поперечного разрыва трубопровода, и концепцией безопасности, основанной на МПА и постулирующей внезапный полный поперечный разрыв главного трубопровода.

Возникает вопрос: нужно ли при реализации системы безопасности ТПР для главного трубопровода реактора АЭС отказываться от систем безопасности, устанавливаемых на АЭС с учетом концепции МПА?

Рис. 11. Барьеры безопасности ядерного энергетического реактора

Прежде, чем ответить на него, необходимо принять во внимание следующие обстоятельства. Во-первых, системы безопасности ТПР, защищающие от разрушения 3-й барьер безопасности и локализующие аварию в самом ее начале (начало течи через трещину) принципиально более эффективно и лучше обеспечивают безопасность по сравнению с системами, ориентированными на развитие аварии и ликвидацию ее последствий. Во-вторых, установка систем безопасности ТПР на блоках АЭС, уже имеющих системы безопасности МПА, экономически выгодна, так как стоимость ликвидации последствий хотя бы одной МПА на одном блоке выше стоимости установки систем безопасности ТПР на 100 блоках АЭС. В третьих, концепция МПА представляет важный и прогрессивный шаг в технологии обеспечения безопасности эксплуатации АЭС, однако, она нуждается в дальнейшем развитии и совершенствовании. Очевидно, постулирование внезапного разрыва трубопровода является просто конструкторским приемом, позволяющим конкретизировать работы по проектированию систем безопасности. В действительности, внезапная разгерметизация первого контура может произойти в других элементах, включая узлы уплотнения (например, на Ровенской АЭС в 1982 г. за 0,5 ч произошло внезапное разуплотнение 3 фланцев коллекторов ПГ с эквивалентной течью из первого контура Ду 90). В четвертых, противопоставление концепций безопасности ТПР и МПА, а тем более в «жесткой» постановке «или-или», противоречит принципам независимости систем безопасности и глубоко эшелонированной защиты. Указанные концепции нельзя противопоставлять друг другу, однако, в то же время необходимо построение новой концепции безопасности с учетом двух концепций как для повышения эффективности систем безопасности в целом, так и для снижения затрат на их реализацию.

Например, можно рассмотреть целесообразность установки опор-ограничителей перемещений трубопроводов на случай их разрыва, если для них реализована система безопасности ТПР. Такие опоры затрудняют контроль состояния трубопроводов и тем самым снижают качество 3-го барьера безопасности.

С учетом сделанных замечаний можно ответить на поставленный выше вопрос следующим образом:

1) для АЭС, спроектированных и имеющих системы безопасности на основе концепции МПА, ликвидировать указанные системы безопасности не надо. В то же время для этих АЭС необходимо принимать меры по внедрению систем ТПР как минимум в классической постановке;

2) для вновь проектируемых АЭС необходимо применение систем безопасности, основанных на обновленной концепции безопасности, учитывающей как элементы концепции МПА, так и концепцию ТПР. Например, целесообразно использовать концепцию МПА для разработки таких систем безопасности, как САОЗ, контейнмент, систем аварийного останова реактора. Концепцию ТПР необходимо использовать для обоснования системы безопасности ТПР, требований к качеству трубопроводов, для обоснования отказа от опор-ограничителей на случай разрыва трубопровода, а также отказа от учета влияния реактивной силы теплоносителя при разрыве трубопровода на элементы активной зоны;

3) для блоков первого поколения, спроектированных без учета концепции МПА и, особенно, не имеющих 4-го барьера безопасности (например, для первой очереди Ленинградской АЭС [16]), работы по обеспечению безопасности на основе концепции ТПР должны стать первоочередной приоритетной задачей. При этом системы безопасности ТПР для таких блоков должны быть разработаны только в рамках системного понимания концепции ТПР (см. разд. 1.1). Только в этом случае система безопасности ТПР может служить компенсирующим недостаток безопасности мероприятием.

Условием достаточной компенсации недостатка безопасности системой ТПР может служить следующее уравнение:

где безопасность блока АЭС, не имеющего 4-го барьера безопасности, но располагающего системой безопасности ТПР;

— безопасность блока АЭС, имеющего 3- и 4-й барьеры безопасности, но не располагающего системой ТПР.

Если принять во внимание рекомендации МАГАТЭ, в соответствии с которыми безопасность эксплуатации АЭС должна обеспечиваться на уровне (реактор ) для события разгерметизации первого контура с выходом всех газообразных радиоактивных элементов и (реактор ) для события разгерметизации контейнмента (4-го барьера безопасности) в случае МПА, можно определить, что для блоков, имеющих 4-й барьер безопасности, надежность сосудов и трубопроводов первого контура по критерию сопротивления разрывам и разрушениям с учетом систем безопасности ТПР должна быть не менее ) (реактор ).

Для блоков АЭС, не имеющих контейнмента, реализация концепции ТПР для сосудов и трубопроводов барьера безопасности должна обеспечить надежность на уровне не ниже () (реактор ).

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление