Зеленая энергия - популярно об экологии, химии, технологиях

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта
Home Библиотека Безопасность АЭС экология Предотвращение аварий на АЭС

Предотвращение аварий на АЭС

Главный принцип обеспечения безопасности заключается в предотвращении аварий, реализации четкой программы противоаварийных мер.

Радиационная опасность в аварийных условиях — это потенциальная опасность, которая может проявиться при серьезных повреждениях в системах и оборудовании АС и ошибках персонала.

Эффективность противоаварийных мер безопасности обеспечивается надежностью оборудования, определенной логикой и структурой систем, особенно систем управления, а также соответствующими процедурами эксплуатации, включающими меры профилактики, проверку работоспособности систем, важных для безопасности, и т. п.

Для обеспечения нормальной работы ЯЭУ необходимо понимание всех происходящих в ней процессов, обоснованность представительными методами физического и математического моделирования конструкторских и проектных решений, качественное исполнение всех элементов, соблюдение регламента эксплуатации. Стержнем противоаварийных мер является высокое качество изготовления оборудования и монтажа.

Пусковые испытания оборудования, рабочая проверка характеристик, демонстрация проектного взаимодействия всех элементов и систем, проверка состояния оборудования и профилактика нарушений — одна из ключевых задач по предотвращению аварийных инцидентов. Чем раньше удается обнаружить отклонения от нормы, тем безобиднее их последствия. Основная цель — не позволить отказам или ошибкам перерасти в аварию. Поэтому должны быть установлены пределы безопасной эксплуатации для всего спектра состояний ЯЭУ (пуск, разогрев, работа на мощности, переходные режимы, расхолаживание, перегрузка, ремонт и др.).

Составные части этого вопроса: выработка критериев работоспособности основного оборудования; разработка методов ранней диагностики повреждения; обеспечение аппаратурой и Приспособлениями для контроля и диагностики.

Предупреждение аварийных процессе эксплуатации

Надежная система контроля за работой ядерного реактора и его отдельных элементов — один из важнейших факторов, не только обеспечивающих предупреждение об отклонениях от нормального режима, но и позволяющих вести процесс с наиболее оптимальными с точки зрения повреждаемости показателями.

Для реализации требований по предотвращению аварийных инцидентов, т. е., в частности, для исключения перегрева твэлов и потери герметичности системы первого контура (первый и второй барьеры безопасности), необходимо установить набор проектных пределов и пределов безопасной эксплуатации.

Проектные пределы — количественные значения параметров и характеристик состояния оборудования, установленные для нормальной эксплуатации, для нарушений нормальной эксплуатации и для соответствующих исходных событий, учитываемых проектом.

Пределы безопасной эксплуатации — значения параметров и характеристик, отклонение от которых может привести превышению облучения персонала АС, загрязнения окружающей среды радиоактивными веществами выше установленных значений для нормальной эксплуатации, к повреждению твэлов.

Пределы безопасной эксплуатации

В случае достижения одним или несколькими параметрами пределов безопасной эксплуатации и превышения их должны быть приняты меры по ограничению дальнейшего развития аварийного процесса. ЯЭУ при этом должна быть переведена в одно из состояний нормальной эксплуатации, включая, если это необходимо, остановку реактора.

Выбор и назначение пределов эксплуатационных параметров должны производиться с учетом следующих ресурсных и прочностных характеристик оборудования и систем:

  1. достижение параметрами предельных значений не должно приводить к нарушениям безопасной эксплуатации;
  2. установленные пределы - эксплуатационных параметров должны быть достаточными для обеспечения нормального протекания переходных режимов, не должны ухудшать технических характеристик оборудования и систем и приводить к ложным автоматическим срабатываниям и включениям технических средств и систем безопасности.

Конкретные значения пределов определяются для следующих эксплуатационных параметров (примерный набор):

  • температура теплоносителя первого контура;
  • давление в системе первого контура;
  • мощность реактора;
  • скорость изменения нейтронного потока;
  • скорость повышения температуры теплоносителя первого контура;
  • уровень в компенсаторе давления;
  • расход питательной воды;
  • число оборотов ГЦН;
  • радиоактивность теплоносителя первого и второго контуров;
  • давление в 3О.

 

Средства предупреждения и предотвращения аварий

Назначение противоаварийных средств предупреждения — полное предотвращение аварии либо предотвращение ее развития.

Сигналы аварийного выключения реактора выбирают исходя из анализа возможных аварийных ситуаций, их развития и последствий. Наиболее характерными авариями, при которых либо реактор полностью .выключается, либо мощность его снижается до безопасного уровня, являются следующие: повышение потока нейтронов выше допустимого, превышение допустимой скорости разгона реактора, отказ работы органов регулирования, внезапное отключение циркуляционных насосов, резкое снижение давления в первом контуре, непрекращающееся повышение активности теплоносителя. В зависимости от типа реактора и конкретных условий эксплуатации перечень аварийных сигналов может быть не только дополнен, но и изменен.

На ЯЭУ устанавливается предварительная сигнализация, позволяющая персоналу и системам управления предотвратить неблагоприятное развитие того или иного аварийного процесса. Так, срабатывание аварийной защиты (A3) по предельному значению плотности нейтронов устанавливается, например, на уровне 110% номинального значения, а предварительная сигнализация— на уровне 105%. При этом если процесс идет со сравнительно небольшой скоростью, а причина его может быть устранена, то благодаря предварительной сигнализации и принятию соответствующих мер аварийного выключения реактора может не произойти.

Чрезвычайно важной и обязательно контролируемой величиной, имеющей предельно допустимое значение, является период реактора. Аварийный сигнал по периоду реактора особенно важен в режимах пуска реактора, когда защиты по уровню плотности нейтронов практически нет.

Ядерный реактор не может оставаться неуправляемым даже на короткое время. Поэтому отказ органов управления по любым причинам (отключение приводов, заклинивание подвижных органов управления и др.) является серьезной аварийной ситуацией, и реактор с помощью A3 должен быть немедленно выключен.

Отключение циркуляционных насосов приводит к неизбежному уменьшению расхода теплоносителя, вплоть до естественной циркуляции. Резкое снижение давления в первом контуре свидетельствует о разгерметизации контура и потере теплоносителя. Подобная ситуация чрезвычайно опасна для всех типов реакторов, поскольку приводит к прямому уменьшению расхода теплоносителя через активную зону, ухудшению теплоотвода и повышению температуры твэлов.

В процессе эксплуатации безопасность ЯЭУ определяется ЗО, надежностью и эффективностью систем и оборудования, качеством управления установкой и поддержанием установки в приемлемом техническом состоянии. При анализе состояний ЯЭУ ис-пользуктя понятия техническое и работоспособное состояния.

Техническое состояние — совокупность признаков или условий, устанавливающих соотношения между текущими значениями параметров и характеристик состояния оборудования и систем ЯЭУ и проектными пределами, соблюдение которых является необходимым для безопасной эксплуатации. Показатели технического состояния предназначены для характеристики оборудования и систем как изделий промышленно-технического назначения, обладающих определенными техническими характеристиками. При этом значения параметров служат для проведения сравнительного анализа их с установленными в конструкторской документации.

Работоспособное состояние (работоспособность) — состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

При оценке технического состояния оборудования и системы ЯЭУ могут учитываться следующие факторы:

  1. отсутствие  механических   и   коррозионных   повреждений;
  2. отсутствие посторонних шумов, стуков и вибрации при работе;
  3. соответствие величин контролируемых параметров и характеристик допустимым значениям (давление, температура, расход, обороты, напор, активность, сопротивление изоляции, глубина повреждений, износы, зазоры, уровни излучения и т. д.);
  4. прочность и плотность при гидравлических и пневматических испытаниях.

Контроль технического состояния и работоспособности оборудования и систем должны производиться постоянно во время эксплуатации ЯЭУ по фактическому состоянию оборудования. Ниже приведены примеры используемых методов контроля.

Технологический контроль:

  • техническое обслуживание;
  • параметрический контроль;
  • функциональные проверки;
  • теплотехнические проверки;
  • регламентные проверки систем безопасности;
  • контроль характеристик отдельного оборудования на стендах в период перегрузки активной зоны, ремонтов и освидетельствований;
  • гидравлические испытания;
  • контроль герметичности оболочек твэлов, систем первого контура, защитной оболочки и герметичных помещений;
  • водно-химический контроль рабочих сред первого и второго контуров.

Диагностический контроль:

  • внутриреакторный контроль;
  • виброакустический контроль;
  • акустонейтронная шумовая диагностика;
  • коррозионный контроль;
  • визуальный контроль;
  • неразрушающий контроль металла:
  • рентгеновский и гамма-контроль;
  • акустоэмиссионный контроль;
  • цветная дефектоскопия;
  • ультразвуковой контроль;
  • оптико-телевизионный контроль;
  • сравнение с эталонами и образцами-свидетелями.

Диагностика и контроль повреждений

Цель системы диагностики — определение аномалий по отклонению параметров. Создание эффективной системы контроля и диагностики значительно увеличивает надежность и экономичность ЯЭУ. Основная задача системы контроля — постоянная проверка соответствия параметров заданным условиям.

Диагностические параметры — это параметры, специально предназначенные для выявления конкретных повреждений, отказов оборудования и их причин (акустический шум и вибрация, тензометрические измерения в различных узлах корпуса и др.).

Диагностический контроль системы первого контура

Контроль вибраций. В настоящее время разработаны высокочувствительные методы контроля гидродинамических вибраций практически всех компонентов первого контура. Для измерений используются акселерометры, датчики перемещений, детекторы нейтронов, устанавливаемые на наружных поверхностях оборудования. Применение различных датчиков позволяет получить достоверную и полную информацию о состоянии работающего оборудования, в том числе применяются хорошо зарекомендовавшие себя датчики детектирования слабозакрепленных и изношенных деталей. Информация снимается периодически и сопоставляется для правильной интерпретации результатов со «стартовыми» замерами вибрационных характеристик.

Контроль течей. Важно обнаружить малые течи на работающем оборудовании. Требуемая чувствительность системы контроля течей составляет 5—10% течи, соответствующей дефекту критического размера.

Метод акустической эмиссии (АЭ) позволяет решить все три задачи контроля — детектирование малой течи, определение местоположения и ее величины.

Контроль акустических и нейтронных шумов. Этот метод позволяет надежно определить следующие характеристики установки:

  • отклонения в поведении конструкций;
  • малые (аномальные) значения паросодержания в активной зоне некипящего реактора;
  • перемещение регулирующих стержней и других элементов конструкций активной зоны.

Контроль циклической усталости. Цель контроля — обеспечение надежной работы оборудования в течение всего срока службы путем контроля фактической истории нагружения оборудования, его тензометрирования и термометрирования на стартовом этапе работы. Система определяет количество циклов за период, прошедший с начала эксплуатации установки, от общего расчетного числа допустимых циклов нагружения оборудования   и   позволяет   оценить   остаточный   ресурс   работы.

Неразрушающие методы контроля металла (НК)

Распознавание аномалий на ранней стадии, диагностика состояния корпусных конструкций и трубопроводов- первого контура, своевременное предупреждение нежелательных явлений обеспечиваются неразрушающими методами контроля металла.

Используются различные методы НК. С помощью эндоскопов на базе волоконной оптики (визуальный контроль) можно осуществить дистанционный контроль металла оборудования, находящегося как в ремонте, так и в эксплуатации. Этот метод контроля позволяет получать информацию о состоянии металла, например патрубков реактора, труднодоступных поверхностей трубопроводов,  элементов" реакторов  и  другого  оборудования.

Для технического диагностирования и неразрушающего контроля оборудования, сварных соединений патрубков и трубопроводов широко используется радиационный контроль.

В зависимости от конкретных условий производится выбор источника радиационного контроля.

Рентгеновский метод применяют в основном для контроля сварных соединений трубопроводов с суммарной толщиной стенок до 20 мм, где предъявляются высокие требования к качеству сварных соединений.

Гамма-метод применяют при контроле качества основного металла и металла сварных швов больших толщин, а также элементов конструкций, расположенных в труднодоступных местах.

В течение длительного времени в энергетике широко применяются и ультразвуковые методы контроля. Ультразвуковые методы контроля материалов основаны на законах распространения упругих колебаний и волн в упругих средах. Они делятся на две группы:
  1. активные методы, использующие излучение и прием акустических колебаний и волн;
  2. пассивные методы, основанные только на приеме колебаний и волн.

Метод акустической эмиссии для контроля металла. Одним из привлекательных новых методов неразрушающего контроля является метод акустической эмиссии.

Акустическая эмиссия — явление освобождения энергии вследствие возникновения и распространения пластических деформаций и трещин при деформировании материала, которая в виде акустических волн распространяется в материале и регистрируется пъезодатчиками, расположёнными на поверхности детали. К основным параметрам сигналов АЭ относится их амплитуда (Л), интенсивность (N), энергия (E), количество импульсов АЭ.

Чем же привлекает метод АЭ и почему его начали интенсивно использовать наряду с хорошо проверенными традиционными методами неразрушающего контроля?

Метод АЭ регистрирует лишь развивающиеся дефекты, представляющие реальную опасность для работоспособности конструкции. По современным представлениям механики разрушения любой материал, любая конструкция имеют в своей структуре дефекты. Для сохранения работоспособности этих конструкций в течение срока эксплуатации необходимо, чтобы время раз вития этих дефектов до критически опасных размеров было боль шим, чем ресурс конструкции. Следовательно, только развивающиеся дефекты и должны быть объектами наблюдения. Практически ни один из традиционных методов НК отмеченным выше свойством не обладает.

Метод контроля АЭ позволяет дистанционно в реальном масштабе времени контролировать одновременно всю исследуемую конструкцию без сканирования ее поверхности.

Возможность метода АЭ гораздо шире, чем использование его в качестве одного из методов дефектоскопии, т. е. средства констатации существования дефектов в металле. С точки зрения прочности представляет опасность не само наличие или определенный размер дефектов, а способность их развиваться под действием приложенных эксплуатационных термомеханических нагрузок. В связи с этим концепция применения метода АЭ должна заключаться в интерпретации получаемой АЭ информации с позиций механики разрушения. В настоящее время также разработана методика оценки регистрируемых дефектов по степени их опасности для работоспособности конструкции.

Диагностический контроль металла первого контура на действующих ЯЭУ

Периодический и непрерывный контроль металла оборудования ЯЭУ представляет собой комплексную проблему и возможен при обеспечении доступности контролируемых поверхностей оборудования, автоматизации способов сканирования в зоне исследуемой  поверхности  и  выборе необходимых средств  контроля.

Повышенный фон ионизирующего излучения в зоне корпуса ядерного реактора исключает возможность использования методов неразрушающего контроля, требующих непосредственного участия оператора в зоне контроля. Существующие в настоящее время методы дефектоскопии, пригодные для контроля корпуса реактора в процессе эксплуатации, сводятся к дистанционному визуальному контролю с помощью волоконно-оптических линий видеосвязи, ультразвуковым системам контроля и аппаратуры с использованием источников ионизирующего излучения с дистанционным управлением.

Разработана система контроля за состоянием металла (основной металл и сварные швы) корпуса ВВЭР, включающая ультразвуковое и телевизионное устройства. Контроль проводится со стороны наружной поверхности корпуса реактора. В подреакторном пространстве установлена платформа с вертикальной штангой, несущей сканирующее устройство с комплектом ультразвуковых датчиков или телевизионной камерой. Благодаря перемещению платформы вдоль кольцевого зазора между корпусом реактора и биологической защитой и вертикальному перемещению сканирующего устройства вдоль штанги обеспечивается контроль всей поверхности реактора. Управление и регистрация результатов контроля выполняется с помощью ЭВМ. Наряду с контролем наружной поверхности предусматривается внутренний контроль корпуса реактора.

Для обследования и ремонта реакторов ВВЭР разработан защитный контейнер, .позволяющий проводить осмотр и ремонт поверхности ядерного реактора корпусного типа в условиях высокой радиоактивности, обеспечить длительное безопасное пребывание персонала внутри реактора, сократить длительность осмотра внутренней поверхности реакторов.

Специальные устройства перемещают защитный контейнер вверх и вниз и вращают era относительно вертикальной оси.

 

Интересно знать

Департамент энергетики США отобрал 37 исследовательских проектов в области хранения энергии, энергии биомассы, захвата диоксида углерода и ряда других направлений. Среди них - новые металловоздушные батареи на основе ионных жидкостей с плотностью энергии превышающей в 6-20 раз плотность энергии обычных литиевых аккумуляторов, а так же проект по получению бензина непосредственно из солнечного света и CO2 используя симбиоз двух микроорганизмов.

mobil 5w30 fe special 1 л mobil formula fe 5w30
 
Ущiльнення скла дверцят купить запчасть 6L3837477C Skoda Audi Volkswagen Seat
 
bitcoin mixing service
 
https://myfreemp3.click