13

СПб «Атомэнергопроект»: 

СПб «Атомэнергопроект» Методологические и программные разработки, опыт работ СПбАЭП в области вероятностного анализа безопасности и риска АЭС Бюро вероятностного анализа безопасности НИО Санкт-Петербург, 12-16 декабря 2005 г.

Slide2: 

Общие положения обеспечения безопасности атомных станций. ОПБ-88/97 (НП-001-97), п. 1.2.19. Требования к содержанию отчета по обоснованию безопасности атомных станций с реакторами типа ВВЭР. НП-006-98. (ПНАЭ-Г-1-036-95), п. 1.8.3. Рекомендации по выполнению вероятностного анализа безопасности атомных станций уровня 1 для внутренних инициирующих событий (при работе энергоблока в режиме выработки электроэнергии по внешнюю сеть). РБ-024-02. Введены в действие с 01.03.03. Программа мероприятий по повышению эффективности использования методов вероятностного анализа безопасности при эксплуатации атомных электростанций концерна «Росэнергоатом». АЭС ПРГ-109 К04. Утверждена 23.09.04 НТД по анализу безопасности АЭС

Slide3: 

Требования европейских энергетических компаний для атомных станций с легководными ядерными реакторами. Глава 17. Вариант С. Апрель 2001. IAEA Safety Series 50-P-4, “Procedures for Conducting Probabilistic Safety Assessments of Nuclear Power Plants (Level 1)” IAEA-TECDOC-1144. Probabilistic safety assessments of nuclear power plants for low power and shutdown modes. International Atomic Energy Agency. March 2000. Vienna, Austria. Fire protection in nuclear power plants. Safety series № 50-SG D2 (rev. 1). International Atomic Energy Agency. Vienna, 1992., 94р. Procedures for Conducting Probabilistic Safety Assessment of Nuclear Power Plants (Level 2), International Atomic Energy Agency, Vienna, 1995. НТД по анализу безопасности АЭС

Slide4: 

Разновидности ВАБ АЭС Внешние воздействия Внутренние воздействия Внутренние ИС Инициирующие воздействия Уровни мощности Остановленный блок Пониженный уровень мощности Полная мощность Уровни ВАБ ВАБ-1 ВАБ-2 ВАБ-3

Slide5: 

ВАБ-1 для АЭС с ВВЭР-640; ВАБ-1 для ТАЭС (ВВЭР-1000) для работы на мощности; - ВАБ-1 ТАЭС в стояночных режимах; Пожарный ВАБ ТАЭС при работе на мощности и в стояночных режимах; ВАБ-2 ТАЭС; Анализ внутренних затоплений для ТАЭС; ВАБ-1 и стояночный ВАБ для АЭС-5 (Финляндия); Анализ надежности, живучести, безопасности АЭУ пла 2-4 поколений; Оценка безопасности транспортно-технологических операций с ТВС; Выполнение детерминистических расчетов в поддержку ВАБ; ВАБ-1 для НПС «Сестрорецкая» Балтийской трубопроводной системы; Разработка методического обеспечения для ВАБ магистральных нефтепроводов; Разработка математического, алгоритмического и программного обеспечения для ВАБ Опыт специалистов СПбАЭП при выполнении ВАБ:

Slide6: 

Миссия МАГАТЭ по ВАБ-1 для ТАЭС (внутренние ИС). 13-17 ноября 2000 г., Москва, РФ. Миссия МАГАТЭ по ВАБ-1 для ТАЭС (внутренние ИС). 21-25 октября 2002 г., С.Петербург, РФ. Миссия МАГАТЭ по пожарному ВАБ для ТАЭС. 28 октября – 1 ноября 2002 г., С.Петербург, РФ. Миссия МАГАТЭ по ВАБ-2 для ТАЭС. 22-27 февраля 2004 г., Ляньюнган, Китай. Миссия МАГАТЭ по стояночному ВАБ для ТАЭС. 22-27 февраля 2004 г., Ляньюнган, Китай. Миссия МАГАТЭ по анализу проектных решений по смягчению последствий тяжелых аварий для ТАЭС. 23-27 апреля 2001 г., С.Петербург, РФ. Экспертиза результатов ВАБ финским регулирующим органом (STUK) в соответствии с требованиями EUR Международная экспертиза результатов ВАБ:

Slide7: 

1. Анализ, отбор и группирование инициирующих событий (ИС) 2. Моделирование аварийных последовательностей (АП). 3. Анализ надежности систем 4. Анализ данных по частотам ИС и надежности оборудования 5. Анализ надежности персонала 6. Анализ зависимостей 7. Разработка вероятностной модели безопасности блока АЭС 8. Выполнение количественных расчетов 9. Анализ неопределенности, значимости, чувствительности 10. Анализ результатов и разработка рекомендаций по повышению уровня безопасности АЭС Содержание ВАБ-1 (на примере ВАБ-1 для внутренних ИС при работе блока на мощности)

Slide8: 

Основные итоги ВАБ-1 ТАЭС для работы на мощности Среднее значение суммарной ЧПЗ: 3.31·10-6 1/год Границы 90% доверительного интервала: Нижняя граница (5%) 6.15·10-7 1/год Верхняя граница (95%) 1.06·10-5 1/год Основные вкладчики в частоту повреждения активной зоны: - малые течи I контура внутри ЗО ЧПЗ = 6.77E-07 1/год; - обесточивание блока ЧПЗ = 6.72E-07 1/год; - потеря теплоотвода через II к. ЧПЗ = 5.29E-07 1/год; - административный останов ЧПЗ = 3.40E-07 1/год. Суммарный вклад этих групп ИС составляет более 66% суммарной ЧПЗ.

Slide9: 

Соотношение ИС по величине вклада в ЧПЗ для ТАЭС

Slide10: 

Отсутствие необходимых нормативно-технических и методических документов Отсутствие (в России) опыта выполнения полномасштабного ВАБ для стояночных режимов Непригодность (неполнота) расчетных кодов, используемых для производства теплогидравлических и нейтронно-физических расчетов. Меньшая представительность статистики по частотам ИС и надежности оборудования в стояночных режимах, чем для режимов работы на мощности. Отсутствие готового проекта САУ АЭС, «масок» пультов, инструкций по действиям персонала и т.п. Незавершенность проекта АЭС, неполнота эксплуатационной документации Основные проблемы выполнения стояночного ВАБ

Slide11: 

Основные итоги ВАБ-1 ТАЭС в стояночных режимах Среднее значение суммарной ЧПЗ в СР: 3.56·10-7 1/год Границы 90% доверительного интервала: Нижняя граница (5%) 2.01·10-8 1/год Верхняя граница (95%) 1.35·10-6 1/год Основные вкладчики в частоту повреждения активной зоны - ложное открытие ПК сист. JNA (ЭСС «Останов для ремонта») - 2.23·10-7/год; - нарушение отвода остаточных тепловыделений в условиях останова для перегрузки, перегрузки топлива, останова для ремонта - 9.38·10-8/год; - течи трубопровода продувки за пределы ЗО (ЭСС «Останов для ремонта») – - 3.0·10-8/год; - потеря питания от внешних источников при плотном реакторе - 9.72·10-9/год. Суммарный вклад этих групп ИС составляет более 99.76% суммарной ЧПЗ.

Slide12: 

Вклады ошибок персонала в ЧПЗ ТАЭС в стояночных режимах

Slide13: 

Отбор зданий и помещений Анализ проектных средств защиты от пожаров и систем пожаротушения Определение и анализ пожарных зон Оценка частоты возникновения пожаров в зонах Оценка последствий пожаров в зонах Моделирование последствий пожаров и оценка величины вклада пожаров в частоту повреждения а.з. Экспертиза результатов пожарного ВАБ специалистами МАГАТЭ Переработка пожарного ВАБ с учетом замечаний миссии МАГАТЭ и вновь поступающей информации по проекту АЭС Основное содержание пожарного ВАБ

Slide14: 

Коэффициент неготовности противопожарных систем Система противопожарного водопровода (SGA) - 7.16 Е-4 Система тушения распыленной водой (SGC) - 5.57 Е-4 Система газового пожаротушения (SGN) - 5.65 Е-4 Оценка вклада пожаров в ЧПЗ При работе блока на мощности - 2,6 Е-8 При стояночных режимах - 2,43 Е-8 Суммарный вклад - 5,03 Е-8 Оценка вклада пожаров в ЧПЗ ТАЭС

Slide15: 

1. Анализ конструктивных особенностей АЭС и контейнмента 2. Разработка интерфейса между ВАБ-1 и ВАБ-2 3. Вероятностный анализ несущей способности ЗО 4. Анализ развития тяжелых аварий 5. Разработка дерева событий ЗО 6. Оценка аварийных выбросов - спектр аварий с разуплотнением 1 контура в пределах гермообъема - прогноз радиоактивных выбросов и аварийных уровней облучения при запроектных авариях 7. Разработка рекомендаций Содержание ВАБ-2

Slide16: 

ДС ВАБ-2 и категории аварийных выбросов

Slide17: 

Радиологические последствия и защитные меры для населения в районе ТАЭС (по результатам ВАБ-2)

Slide18: 

Владение международными методиками выполнения ВАБ уровней 1-2, стояночного и пожарного ВАБ Владение методиками выполнения ВАБ с помощью программного комплекса Risk Spectrum Успешное прохождение экспертиз МАГАТЭ по результатам ВАБ-1, ВАБ-2, стояночного и пожарного ВАБ Владение методиками автоматизированного моделирования и расчета показателей надежности, живучести, безопасности сложных технических систем, разработанными для оборонных нужд страны Владение отечественными программными комплексами для автоматизированного моделирования и расчета показателей НЖБ (ПК АСМ) Квалификация специалистов СПбАЭП

Slide19: 

Технологический Регламент безопасной эксплуатации Тяньваньской АЭС Глава 16 ОООБ «Окончательные технические спецификации» Инструкция по ликвидации проектных аварий Руководство по управлению запроектными авариями Руководство по управлению тяжелыми авариями Использование результатов ВАБ

Slide20: 

Разработка раздела «Эксплуатационные состояния блока АЭС» Обоснование конфигурации систем безопасности в различных эксплуатационных состояниях Обоснование Регламента вывода систем безопасности в ремонт Обоснование времени выполнения ремонта Технологический регламент

Slide21: 

Разработка раздела «Состояния нормальной эксплуатации энергоблока Обоснование условий нормальной эксплуатации Разработка раздела «Состояние систем, важных для безопасности Обоснование ограничений при отказах и выводе систем и оборудования в ремонт Глава 16 ОООБ «Окончательные технические спецификации»

Slide22: 

Отбор наиболее значимых ИС и АП с повреждением активной зоны; Разработка способов управления ЗПА; Разработка сценариев протекания ЗПА; Разработка структурно-логических схем диагностирования параметров безопасности Детерминистические расчеты. Разработка логических схем аварийных действий при управлении ЗПА Разработка разделов руководства Руководство по управлению запроектными авариями

Рабочее окно кода RISK-Spectrum: 

Рабочее окно кода RISK-Spectrum

Рабочее окно кода Relex: 

Рабочее окно кода Relex

Рабочее окно кода SAPHIRE 7: 

Рабочее окно кода SAPHIRE 7

Рабочее окно кода РИСК : 

Рабочее окно кода РИСК

Slide27: 

- ограниченность логической базы графических и аналитических средств, не позволяющей реализовать все возможности алгебры логики; - невозможность представления в различных ветвях ДО последовательностей событий; невозможность использования множественных, логически противоположных, составных и немонотонных критериев возникновения и/или не возникновения аварийных ситуаций; невозможность непосредственного представления в ДО циклических (мостиковых) связей между элементами; ориентация технологии построения ДО на так называемую "обратную" логику рассуждений, т.е. необходимость мысленного перебора комбинаций отказов элементов при формировании графических сценариев отказов или аварий исследуемой системы; ориентация кодов на использование приближенных методов расчета вероятностных показателей надежности и безопасности. Недостатки и ограничения технологии ДС/ДО:

Slide28: 

Последовательность разработки математической модели при ВАБ Вербальная (словесная) модель (модель, построенная на основе качествен. анализа систем, нейтронно-физических и теплогидравлических расчетов) Графическая модель (совокупность ДС и ДО или графов другого вида) Логическая модель (совокупность МСО, КПУФ или смешанных форм ЛФ) Вероятностная модель – ЛФ в ОДНФ (итоговое расчетное выражение) Расчет показателей безопасности АЭС. Анализ неопределенности, значимости, чувствительности

Slide29: 

Объем графической модели безопасности АЭС: (984 деревьев отказов, 2678 операторов, 3399 базовых событий, 84 деревьев событий, 73 функциональных событий, 205 групп ООП) Графическая модель ВАБ

Slide30: 

Дерево отказов фрагмента ЯЭУ

Схема функциональной целостности фрагмента ЯЭУ: 

Схема функциональной целостности фрагмента ЯЭУ

Рабочее окно кода АСМ СЗМА : 

Рабочее окно кода АСМ СЗМА

Slide33: 

аккумулируют результаты нескольких десятилетий работы отечественных специалистов – И.А. Рябинина, А.С. Можаева, Ю.М. Парфенова, Г.А. Ершова, А.О. Алексеева, О.В. Татусьяна, Ю.Л. Ермаковича и многих др.; основаны на разработанной А.С. Можаевым технологии автоматизированного структурно-логического моделирования (АСМ); - свободны от недостатков технологии ДС/ДО; прошли апробацию при решении практически всех задач ВАБ; являются полностью отечественными разработками; ориентированы на «прямую» логику рассуждений; используют точные методы расчета вероятностных показателей надежности и безопасности. Достоинства отечественных альтернативных кодов:

Рабочее окно кода БАРС: 

Рабочее окно кода БАРС

Ввод параметров надежности (код БАРС): 

Ввод параметров надежности (код БАРС)

Выбор параметров надежности (код БАРС): 

Выбор параметров надежности (код БАРС)

Выбор закона распределения (код БАРС): 

Выбор закона распределения (код БАРС)

Выбор стратегии контроля и восстановления (код БАРС): 

Выбор стратегии контроля и восстановления (код БАРС)

Slide39: 

1985 г. - "Программный комплекс автоматизированного логико-вероятностного моделирования". ЕС ЭВМ, Алгол, PL-1; 1994 г. – "Автоматизированный программный комплекс оценки надежности систем, версия 2.01", (ПК NEWАСМ, версия 2.01), IBM PC, CI/2; 1996 г. - «Программный комплекс для автоматизированного расчета надежности, живучести, безопасности систем с учетом восстановления», (ПК NEWАСМ3), IBM PC, CI/2 2001 г. – "Программный комплекс автоматизированного структурно-логического моделирования сложных систем 2001" (ПК АСМ 2001), IBM PС, Visual Basic 5, Delphi 2005 г. – Программный комплекс для анализа безопасности и риска опасных производственных объектов (ПК БАРС), IBM PС, Delphi Опыт разработки и внедрения кодов для расчетов надежности и безопасности

Slide40: 

1988 - 1990г. Разработка методического и программного обеспечения для ЮУ АЭС 1990 – 1994 г. Разработка методического и программного обеспечения для НВ АЭС 1992 - 1996 г. Разработка методического и программного обеспечения для КА АЭС 2001 – н.в. Разработка методического и программного обеспечения для ОКБМ, 1 ЦНИИ МО РФ, НПО «Аврора» 2004 – н.в. Разработка методического и программного обеспечения для ОАО «Транснефть» Опыт разработки и внедрения методического и программного обеспечения

Slide41: 

Стадия проектирования Проектные расчеты надежности технических систем (ТС) Обоснование и оптимизация структуры ТС на основе многовариантных расчетов по критериям «безопасность», «надежность», «надежность-стоимость», «безопасность-стоимость» Вероятностный анализ безопасности ТС Разработка объектно-ориентированных программных комплексов для моделирования и расчета показателей надежности, живучести, безопасности ТС Обоснование требований к надежности оборудования ТС Обоснование требований к системам диагностирования Обоснование требований к системе и организации ТОР ТС Возможные направления работ

Slide42: 

Стадия строительства и эксплуатации Разработка регламентов безопасной эксплуатации ТС Разработка программных комплексов для информационной поддержки операторов Разработка симптомно-ориентированных инструкций для персонала по действиям в аварийных ситуациях Обоснование номенклатуры оборудования, подлежащего диагностированию, и периодичности проверок Обоснование регламентов технического обслуживания и ремонта Разработка программ модернизации ТС Оценка факторов эксплуатационного риска и разработка рекомендаций по его снижению (оценка ожидаемых длительностей вынужденных простоев из-за отказов оборудования и внешних воздействий, меры по их снижению) Возможные направления работ

Обеспечение эксплуатации АЭС: 

Обеспечение эксплуатации АЭС Программный комплекс для автоматизированного синтеза, оптимизации и анализа план-графиков технического обслуживания и ремонта оборудования энергоблоков: оптимизация по длительности ремонта; оптимизация по материальным и людским ресурсам; планирование поставок ЗИП, распределения ремонтного персонала; оперативный контроль за ходом ремонта; возможность оперативного внесения изменений в план-график ремонта; итеративные справочники и руководства; визуальное и графическое отображение технологических операций встроенная база данных

Бюро ВАБ НИО СПбАЭП: 

Бюро ВАБ НИО СПбАЭП Спасибо за внимание!