Технические условия на проведение стресс-тестов, ветка для обсуждения предложений Опции

[AtomInfo.Ru]

Технические условия на проведение нагрузочных испытаний
Предложение рабочей группы WENRA
12 апреля 2011

Введение

Учитывая аварию на АЭС Фукусима в Японии, Совет Европейского союза сделал следующее заявление: “необходимо пересмотреть безопасность всех АЭС в странах Европейского союза путем выполнения всесторонней и прозрачной оценки риска (с применением "нагрузочных испытаний"); Европейской группе регулирующих органов по вопросам ядерной безопасности (ENSREG) и Европейской комиссии предлагается установить объемы и условия проведения таких испытаний координированным путем в свете уроков, извлеченных из аварии на Японской АЭС, с полным привлечением стран-членов и максимальным использованием существующего экспертного потенциала (в особенности, привлечение Ассоциации западноевропейских органов ядерного регулирования (WENRA)); оценка будет выполняться независимыми национальными органами с применением партнерских проверок; данные по результатам оценок и любых последующих необходимых мероприятий должны представляться Европейской комиссии и общественности; Европейский совет выполнит оценку начальных заключений к концу 2011 года на основании отчета Комиссии”.

На протяжении пленарного заседания 22 и 23 марта 2011 года, члены WENRA решили установить “независимое техническое определение "нагрузочного испытания" со стороны регулирующих органов, а также его применение к ядерным установкам в странах Европы”. Это является целью данного документа.

Определение "нагрузочных испытаний"

Мы определяем “нагрузочное испытание” как целевую переоценку запасов надежности атомных электростанций в свете событий на АЭС Фукусима: экстремальные природные воздействия, которые влияют на возможность выполнения функций безопасности АЭС и приводят к тяжелой аварии.

В рамках данной переоценки будут проверены предупредительные мероприятия и установлена реакция атомной электростанции на ряд экстремальных воздействий (которые указаны в следующем разделе “Технический объем”), выбранных на основании концепции глубокоэшелонированной защиты (исходные события, потеря функций безопасности, вопросы управления тяжелыми авариями).

В данных экстремальных ситуациях предполагается последовательная потеря разных уровней защиты в рамках детерминистического подхода, независимо от степени вероятности такой потери. В частности, нужно помнить, что потеря функций безопасности и тяжелые аварийные ситуации возможны только при отказе нескольких предусмотренных проектом средств обеспечения безопасности. Кроме того, предполагается последовательная невозможность реализации мероприятий по управлению данными ситуациями.

По результатам выполнения переоценки будет установлена эффективность предупредительных мероприятий и поведение определенной АЭС в каждой рассматриваемой экстремальной ситуации с указанием любых возможных слабых мест, а также возможности проявления пороговых эффектов. Целью является оценить надежность стратегии глубокоэшелонированной защиты, определить достаточность существующих мероприятий по управлению авариями, а также установить возможность реализации технических и организационных мероприятий по повышению безопасности (в части процедур, трудовых ресурсов, организации аварийного реагирования или использования внешних ресурсов).

Нагрузочные испытания по своей природе сосредоточены на мероприятиях по ликвидации последствий аварий. Тем не менее, осознается, что предупредительные мероприятия составляют неотъемлемую часть глубокоэшелонированной защиты.

Выполнение нагрузочных испытаний и проверка их результатов

Лицензиат несет основную ответственность за обеспечение безопасности. Таким образом, в задачи лицензиатов входит выполнение переоценки, а независимая проверка результатов переоценки находится под ответственностью регулирующего органа.

Сроки выполнения работ могут быть следующими:
- Лицензиатам может быть выделено 6 месяцев для выполнения вышеуказанных работ и предоставления результатов и соответствующих материалов в национальный регулирующий орган;
- Затем регулирующий орган выполнит экспертизу материалов, предоставленных лицензиатами. Для этого может потребоваться 3 месяца; затем отчет по результатам экспертизы может быть опубликован.

При выполнении переоценки, лицензиаты будут руководствоваться существующими исследованиями по безопасности и инженерными оценками.

В процессе выполнения экспертизы потребуется взаимодействие между регулирующими органами Европы, которое можно организовать через WENRA или ENSREG. Результаты экспертизы могут обсуждаться на открытом семинаре, для участия в котором необходимо пригласить других экспертов (по направлениям, отличным от атомной энергетики), представителей неправительственных организаций и т.д.

Технический объем нагрузочных испытаний

Существующие анализы безопасности АЭС в странах Европы отхватывают огромное количество разнообразных ситуаций. Технический объем нагрузочных испытаний установлен с учетом вопросов, возникших в связи с событиями на АЭС Фукусима, включая сочетания исходных событий и отказов оборудования. Будут рассмотрены следующие ситуации, с пошаговым повышением серьезности их последствий:

Исходные события
- Землетрясения
- Затопления
- Другие внешние экстремальные воздействия

Последующая потеря функций безопасности
- Потеря электроснабжения, включая обесточивание станции
- Потеря конечного поглотителя тепла
- Сочетание двух событий

Вопросы управления тяжелыми авариями
- Потеря функции охлаждения активной зоны
- Потеря функции охлаждения бассейна выдержки топлива

Рассмотренные исходные события не ограничиваются землетрясением и цунами, от которых пострадала АЭС Фукусима: рассматривается также затопление, независимо от его происхождения. Кроме того, добавлены неблагоприятные погодные условия.
Оценка последствий потери функций безопасности также сохраняет свою актуальность в случае других исходных событий.
Рассмотрение вопросов управления тяжелыми авариями сосредоточено на лицензионных условиях. Несмотря на то, что уроки, извлеченные из аварии на АЭС Фукусима, также могут затрагивать противоаварийные мероприятия, организуемые соответствующими службами за пределами площадки (пожарные бригады, полиция, службы здравоохранения….), этот вопрос выходит за рамки объема нагрузочных испытаний.

* * *

В следующих разделах документа рассматриваются:
- общие данные, которые должны предоставить лицензиаты;
- вопросы, которые лицензиаты должны рассмотреть в каждой анализируемой экстремальной ситуации.
Вопрос дальнейшего учета результатов нагрузочных испытаний выходит за рамки данного документа. Реализация соответствующих мероприятий, установленных по результатам оценки, находится под ответственностью каждой отдельной страны.

Общие вопросы

Формат отчета

Лицензиат должен предоставить один документ для каждой площадки, даже если на одной площадке расположено несколько блоков.

В первой части необходимо привести краткое описание характеристик площадки:
- расположение (берег моря, реки);
- количество блоков;
- держатель лицензии.
Необходимо отразить основные характеристики каждого блока, в частности:
- тип реактора;
- тепловая мощность;
- дата физического пуска;
- наличие хранилища отработанного топлива (либо совместно используемого хранилища).
Необходимо указать важные для безопасности различия между блоками.

Во второй части необходимо рассмотреть каждое экстремальное воздействие, руководствуясь следующими указаниями.

Предположения

Для существующих станций, при выполнении переоценок предполагается, что станция построена и находится в эксплуатации сроком на 30 июня 2011. Для строящихся станций, при выполнении переоценки предполагается ссылаться на лицензированный проект.

Подход должен быть по сути детерминистическим: при анализе экстремального сценария необходимо использовать подход последовательной деградации, при котором наблюдается последовательная невозможность выполнения мероприятий по ликвидации последствий аварий.

Предполагаются наихудшие условия на АЭС, разрешенные технологическим регламентом станции. Необходимо рассмотреть все эксплуатационные состояния.

Предполагается, что все реакторы подвергаются воздействию одновременно.

Необходимо рассмотреть следующее:
- действия автоматики,
- действия операторов, установленные инструкциями по ликвидации аварий,
- любые другие запланированные мероприятия по предотвращению аварий, восстановительным работам и ликвидации последствий аварий,
- ситуация за пределами станции.

Требуемая информация

Необходимо представить информацию по следующим трем вопросам:
- Положения, принятые в проектной основе станции, и соответствие станции проектным требованиям;
- Надежность станции при запроектных условиях. Для этой цели необходимо выполнить оценку надежности (существующие проектные запасы, разнообразие, резервирование, защита конструкций, физическое разделение) важных для безопасности систем, конструкций и элементов, а также эффективности концепции глубокоэшелонированной защиты. В отношении надежности установок и мероприятий, одним из вопросов, на которых нужно сосредоточить оценку, является определение резкого изменения последовательности событий (пороговый эффект ), а также рассмотрения мероприятий по его предотвращению при необходимости;
- Любые возможные модификации для повышения рассмотренного уровня глубокоэшелонированной защиты путем повышения устойчивости элементов или усиления независимости от других уровней защиты.
Кроме того, лицензиат может представить описание предупредительных мероприятий, направленных на избежание экстремальных сценариев, предусмотренных нагрузочными испытаниями, которые будут рассмотрены при проведении испытаний.

Для этой цели лицензиат установит:
• средства поддержки выполнения трех основных функций безопасности (контроль реактивности, охлаждение топлива, локализация радиоактивности) и вспомогательных функций (электроснабжение, отвод тепла через конечный поглотитель) с учетом поврежденных элементов, а также средства, не рассмотренные в обосновании безопасности;
• возможность применения внешних передвижных средств и условия их использования;
• любые существующие процедуры по применению технических средств одного реактора для оказания помощи другому реактору.

В части управления тяжелыми авариями, лицензиат должен по возможности указать следующее:
• время до момента, когда тяжелое повреждение топлива становится неизбежным. Если топливо находится в активной зоне реактора (для реакторов с водой под давлением и кипящих реакторов), указать время до достижения водой верхней части активной зоны и время до повреждения топлива (например, окисление оболочек топлива с выделение водорода);
• если топливо находится в бассейне выдержки, указать время до закипания бассейна выдержки; время, в течение которого обеспечивается достаточное экранирование от излучения; время до достижения водой поверхности тепловыделяющих элементов.

Вспомогательные материалы

Материалы, на которые ссылается лицензиат, необходимо характеризовать следующим образом:
- документы, утвержденные в процессе лицензирования;
- документы, не утвержденные в процессе лицензирования, но прошедшие проверку обеспечения качества лицензиата;
- документы, не подпадающие под вышеперечисленные характеристики.

Землетрясения

I. Проектные основы
a ) Землетрясения, с учетом которых спроектирована станция:
- Уровень проектного землетрясения в единицах пикового ускорения грунта (PGA) и причины его выбора. Следует также указать проектное землетрясение, которое учтено в первоначальной лицензионной основе, в случае отличия;
- Методика проведения оценки проектного землетрясения (повторяемость, прошлые рассмотренные события, причины выбора, добавленные запасы…), достоверность данных во времени;
- Вывод о достаточности проектных основ.

b ) Средства для защиты станции от проектных землетрясений
- Основные проектные средства для защиты станции от проектных землетрясений:
o Указать основные конструкции, системы и элементы, которые по предположению останутся работоспособными после землетрясения;
o Основные эксплуатационные средства (включая инструкции по ликвидации аварий, передвижное оборудование…) для ликвидации последствий землетрясений;
o Принимались ли во внимание последствия землетрясений, включая:
1. Отказ конструкций, систем и элементов, которые проектировались без учета воздействия проектных землетрясений и могут привести к повреждению конструкций, систем и элементов, которые должны оставаться работоспособными;
2. Потеря внешнего электроснабжения;
3. Доступ персонала станции и передвижного оборудования к площадке.

c ) Соответствие станции текущей лицензионной основе:
- Общие процедуры лицензиата для обеспечения соответствия;
- Процедуры лицензиата для обеспечения соответствия передвижного оборудования за пределами площадки/поставок, предусмотренных аварийными инструкциями, выполняемым функциям;
- Любые известные отклонения или последствия этих отклонений на безопасность; планирование восстановительных мероприятий;
- Проверки на соответствие требованиям, уже инициированные лицензиатом, после аварии на АЭС Фукусима.

II. Оценка запасов надежности
d) На основании имеющихся данных (которые могут включать результаты ВАБ землетрясений, оценки граничной сейсмостойкости или других сейсмических исследований в поддержку инженерных оценок), сделать оценку интервала значений сейсмической интенсивности после превышения которых происходит неизбежная потеря основных функций безопасности или тяжелое повреждение топлива (в активной зоне или бассейне выдержки).
- Указать слабые стороны и определить любые пороговые эффекты согласно установленной интенсивности сейсмических воздействий.
- Указать, могут ли быть реализованы какие-либо мероприятия для предотвращения пороговых эффектов или повышения надежности станции (модификация оборудования, изменение процедур, организационные мероприятия…).

e) На основании имеющихся данных (которые могут включать результаты ВАБ землетрясений, оценки граничной сейсмостойкости или других сейсмических исследований в поддержку инженерных оценок), указать интервал значений интенсивности землетрясения, при которых не нарушится целостность защитной оболочки.

Затопления

I. Проектные основы
a ) Затопления, с учетом которых спроектирована станция:
- Уровень проектного затопления и причина его выбора. Следует также указать проектное затопление, которое было учтено в первоначальной лицензионной основе, в случае отличий;
- Методика проведения оценки проектных затоплений (повторяемость, прошлые рассмотренные события, причины выбора, добавленные запасы…). Источник затопления (цунами, прилив, штормовой нагон, прорыв дамбы…), достоверность данных во времени;
- Вывод о достаточности проектных основ.

b ) Средства по защите станции от проектных затоплений
- Указать основные конструкции, системы и элементы, которые по предположению останутся работоспособными после затопления: включая:
o Средства для поддержания функции водозабора;
o Средства для поддержания аварийного электроснабжения;
- Указать основные проектные средства для защиты площадки от затоплений (уровень платформы, дамбы…);
- Основные эксплуатационные средства (включая инструкции по ликвидации аварий, передвижное оборудование…) для предупреждения, а затем для уменьшения последствий затоплений;
- Учет других воздействий, связанных с затоплением или явлениями, которые привели к затоплению (такие как неблагоприятные погодные условия), включая:
o Потерю внешнего электроснабжения;
o Ситуацию за пределами станции, включая невозможность или затруднение доступа персонала и оборудования к площадке.

c ) Соответствие станции текущей лицензионной основе:
- Общие процедуры лицензиата для обеспечения соответствия;
- Процедуры лицензиата для обеспечения соответствия передвижного оборудования за пределами площадки, предусмотренного аварийными инструкциями, выполняемым функциям;
- Любые известные отклонения или последствия этих отклонений на безопасность; планирование восстановительных мероприятий;
- Проверки на соответствие требованиям, уже инициированные лицензиатом, после аварии на АЭС Фукусима.

II. Оценка запасов надежности
d) На основании имеющихся данных (включая технические исследования в поддержку инженерных оценок), указать уровень затопления, который может выдержать станция без тяжелого повреждения топлива (в активной зоне или бассейне выдержки).
- В зависимости от промежутка времени между оповещением о затоплении и затоплением, указать, могут ли быть предусмотрены/реализованы дополнительные защитные меры.
- Указать слабые стороны и определить любые пороговые эффекты. Указать, какие здания и оборудование будут затоплены в первую очередь.
- Указать, могут ли быть реализованы какие-либо мероприятия для предотвращения пороговых эффектов или повышения надежности станции (модификация оборудования, изменение процедур, организационные мероприятия…).

Другие внешние экстремальные воздействия

a ) Очень неблагоприятные погодные условия (ураганы, сильные ливни…)
- Рассмотренные события и их сочетания, а также причины их выбора (или отсутствия) для учета в проектных основах.
- Указать слабые стороны и определить любые пороговые эффекты. Определить, какие здания и оборудование будут подвержены воздействию.
- Указать, какие мероприятия могут быть реализованы для предотвращения пороговых эффектов или повышения надежности станции (модификация оборудования, изменение процедур, организационные мероприятия…).

b ) Землетрясение, превышающее проектное землетрясение с наложением затопления, превышающего проектное затопление
- Указать, является ли такая ситуация физически невозможной с учетом расположения станции и установленного оборудования (в качестве источника опасности). Для этого следует определить, в частности, могут ли серьезные повреждения конструкций, (таких как плотины, дамбы), которые находятся вне площадки, повлиять на безопасность станции.
- Указать слабые места и определить любые пороговые эффекты. Определить, какие здания и оборудование будут подвержены воздействию.
- Указать, могут ли быть реализованы какие-либо мероприятия для предотвращения пороговых эффектов или повышения надежности станции (модификация оборудования, изменение процедур, организационные мероприятия…)

Потеря электроэнергии и потеря конечного поглотителя

Источниками электропитания переменного тока являются:
o внешние источники энергоснабжения (энергосистема);
o обычные резервные генераторы электричества (дизель-генератор, газовая турбина…);
o диверсифицированные резервные источники в некоторых случаях.
Необходимо рассмотреть последовательную потерю указанных источников энергоснабжения (см. пункты а) и , приведенные ниже.

Конечный поглотитель тепла является средой, в которую передается остаточное тепло от реактора и, обычно, представляет собой море или реку, расположенные вблизи АЭС. В некоторых случаях такие "основные" конечные поглотители дополняются альтернативными поглотителями: например: озеро или водоем. Необходимо рассмотреть последовательную потерю этих конечных поглотителей.

a ) Потеря внешних источников энергоснабжения
- Подтвердить, учтена ли эта ситуация в проекте, и описать внутренние резервные источники питания, предусмотренные проектом для таких ситуаций.
- Указать время, в течение которого площадка может выдержать потерю внешних источников энергоснабжения без какой-либо поддержки извне, до того, как тяжелое повреждение топлива станет неизбежным.
- Указать, какие мероприятия реализованы для контроля данной ситуации (дозаправка дизель-генераторов…).
- Указать любые дополнительные мероприятия (модификации оборудования, изменение процедур, организационные мероприятия …).

b ) Потеря внешних и внутренних источников энергоснабжения (обесточивание станции)
Необходимо рассмотреть две ситуации:
- Потеря внешних источников + потеря обычных резервных источников энергоснабжения;
- Потеря внешних источников + потеря обычных резервных источников + потеря любых других диверсифицированных резервных источников энергоснабжения.

Для каждой из указанных ситуаций:
- Указать емкость и длительность работы аккумуляторных батарей.
- Указать период, в течение которого площадка может выдержать потерю внешних источников энергоснабжения без какой-либо поддержки извне до того, как тяжелое повреждение топлива станет неизбежным.
- Указать (внешние) действия, предусмотренные для предотвращения деградации топлива:
o оборудование, уже установленное на площадке; например, оборудование другого реактора;
o наличие оборудования за пределами площадки в предположении, что все реакторы на одной площадке повреждены в равной степени;
o наличие человеческих ресурсов;
o время, необходимое для поддержки работоспособности этих систем;
o момент наступления основных пороговых эффектов.
- Указать, могут ли быть реализованы какие-либо мероприятия для предотвращения пороговых эффектов или повышения надежности станции (модификация оборудования, изменение процедур, организационные мероприятия…)

c ) Потеря «основного» конечного поглотителя, т.е. речной или морской воды
Необходимо рассмотреть две ситуации:
- Потеря "основного" конечного поглотителя, т.е., потеря доступа к речной или морской воде;
- Потеря "основного" и альтернативного конечного поглотителя.

Для каждой из этих ситуаций необходимо:
- Указать период, в течение которого площадка может выдержать такую ситуацию без какой-либо поддержки извне, до того, как тяжелое повреждение топлива станет неизбежным:
- Указать внешние действия, предусмотренные для предотвращения деградации топлива:
o оборудование уже установленное на площадке; например, оборудование другого реактора;
o наличие оборудования за пределами площадки в предположении, что все реакторы на одной площадке повреждены в равной степени;
o наличие человеческих ресурсов;
o время, необходимое для поддержки работоспособности этих систем;
o указать время основных пороговых эффектов.
- Указать, могут ли быть реализованы какие-либо мероприятия для предотвращения пороговых эффектов или повышения надежности станции (модификация оборудования, изменение процедур, организационные мероприятия…).

d ) Потеря "основного" конечного поглотителя тепла и обесточивание станции
- Указать период, в течение которого площадка может выдержать потерю "основного" конечного поглотителя с наложением обесточивания без какой-либо поддержки извне, до того, как тяжелое повреждение топлива станет неизбежным.
- Указать внешние действия, предусмотренные для предотвращения деградации топлива:
o оборудование, уже установленное на площадке; например, оборудование другого реактора;
o наличие оборудования за пределами площадки в предположении, что все реакторы на одной площадке повреждены в равной степени;
o наличие человеческих ресурсов;
o время, необходимое для поддержки работоспособности этих систем;
o момент проявления основных пороговых эффектов.
- Указать, могут ли быть реализованы какие-либо мероприятия для предотвращения пороговых эффектов или повышения надежности станции (модификация оборудования, изменение процедур, организационные мероприятия…)

Вопросы управления тяжелыми авариями
a ) Описываются текущие мероприятия по управлению авариями, реализуемые на различных этапах сценария с потерей функции охлаждения активной зоны:
- до момента повреждения топлива в корпусе реактора/в ряде технологических каналов;
- после повреждения топлива в корпусе реактора/в ряде технологических каналов;
- после повреждения корпуса реактора:
o расплавление активной зоны в шахте ядерного реактора (реактор с водой под давлением);
o расплавление активной зоны в камере привода регулирующего стержня или в облицовочной камере (кипящий реактор);
- после отказа значительного количества технологических каналов в реакторе канального типа (тяжеловодный реактор с водой под давлением, усовершенствованный газо-охлаждаемый реактор);
- после определенного повреждения защитной оболочки, включая проплавление фундаментной плиты.

b ) Описываются текущие мероприятия по управлению авариями, реализуемые на различных этапах сценария с потерей функции охлаждения бассейна выдержки (к бассейну выдержки отработанного топлива относятся следующие признаки):
- до/после потери надлежащего экранирования от излучения;
- до повреждения топлива в бассейне выдержки.


Для пунктов a ) и b ) на каждом этапе необходимо:
- установить любые пороговые эффекты и выполнить оценку времени до их наступления;
- выполнить оценку существующих мероприятий по управлению авариями и установить возможность реализации дополнительных мероприятий. В частности, лицензиат должен установить следующее:
o пригодность и наличие требуемой аппаратуры;
o возможные реакции с выделением водорода (радиолиз + циркониевая реакция + взаимодействие расплава/бетона);
o потенциальное скопление водорода в защитной оболочке и прилегающих зданиях;
o предотвращение, например, мгновенного сгорания или детонации водорода (инертизация атмосферы, дожигание или воспламенение) с учетом вентиляционных процессов;
o предотвращение превышения давления в защитной оболочке;
o предотвращение восстановления критичности.


Необходимо рассмотреть следующие аспекты:
- Помощь лицензиату в контроле ситуации, включая:
o представление персонала и комплектация смен;
o использование внешней технической поддержки (и резерва, если это становится невозможным);
o методики, подготовка персонала и отработка знаний;
- Возможность использования существующего оборудования;
- Условия для использования передвижных устройств (наличие таких устройств, время, необходимое для их доставки на площадку и введения в действие);
- Обеспечение и управление поставками (топливо для дизель-генераторов, вода…);
- Контроль радиоактивных выбросов, средства их локализации;
- Системы связи и передачи информации (внутренние, внешние).


Предусмотренные мероприятия по управлению авариями должны быть оценены в зависимости от ситуации, которая может возникнуть на площадке:
- Значительное разрушение инфраструктуры вокруг АЭС, включая средства связи (что усложняет внешнюю техническую поддержку и направление на АЭС дополнительного персонала);
- Затруднение выполнения работ (включая затруднение доступа к главному и вспомогательному щиту управления) вследствие высокой мощности дозы облучения, радиоактивного загрязнения и разрушения некоторых установок на площадке;
- Выполнимость и эффективность мероприятий по управлению авариями в условиях внешних воздействий (землетрясений, затоплений);
- Отсутствие электроснабжения;
- Возможный отказ аппаратуры;
- Возможное воздействие соседних АЭС на площадку.

Лицензиат должен определить условия, при которых персонал не сможет работать на главном или вспомогательном щите управления, и установить мероприятия для предотвращения таких условий.