Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Архивы >> Эксплуатация АЭС

Надежность ОП АЭС - Эксплуатация АЭС

Оглавление
Эксплуатация АЭС
Факторы, определяющие безопасность
Требования к безопасности атомных станций
Методы анализа риска от эксплуатации атомных станций
Принципы обеспечения безопасности атомных станций
Безотказность оборудования
Классификация отказов
Факторы, влияющие на долговечность оборудования
Показатели долговечности
Методы определения и прогнозирования ресурса
Живучесть атомных станций
Характеристика ремонтопригодности оборудования
Обеспечение требований к надежности на этапах проектирования, производства, монтажа и наладки
Обеспечение требований к надежности энергоблока АЭС в процессе эксплуатации
Управление надежностью оборудования энергоблока АЭС при эксплуатации
"качество АЭС" и его показатели
Обеспечение качества на всех этапах жизненного цикла АЭС
Управление качеством АЭС
Система сбора, обработки и анализа информации о качестве и надежности
Система эксплуатации
Характеристика системы эксплуатации АЭС
Система технического обслуживания и ремонта на АЭС
Структура и модель процесса эксплуатации
Характеристика отдельных состояний процесса эксплуатации АЭС
Стратегии эксплуатации
Стратегия эксплуатации, ТОиР по состоянию
Стратегия эксплуатации и ТО по состоянию
Виды эксплуатационно-технической документации
Оперативная документация на АЭС
Техническая документация, оформляемая при обслуживании и ремонте
Задачи эксплуатации
Задачи, функции и организационная структура управления эксплуатацией высшего уровня
Типовая организационная структура управления эксплуатацией АЭС
Функции системы управления эксплуатацией АЭС
Виды работ по ТО оборудования
Планирование и организация работ по ТО оборудования АЭС
Регламент ТО оборудования АЭС
Инструкции по эксплуатации
Определение оптимальной периодичности и объема ТОиР
Ремонт оборудования
Контроль качества отремонтированного оборудования и приемка из ремонта
Испытания оборудования в процессе эксплуатации АЭС
Контроль за состоянием металла
Техническое освидетельствование оборудования АЭС
Управление качеством технического обслуживания и ремонта
Программа обеспечения качества при эксплуатации АЭС
Оценка качества ТОиР на АЭС
Управление качеством ТОиР на АЭС
Работа с персоналом по обеспечению безопасной эксплуатации
Оперативно-диспетчерское управление АЭС
Организация работы персонала при проектных и запроектных авариях
Надежность ОП АЭС
Организация эксплуатации оборудования при пуске ЭБ АЭС
Физический и энергетический пуски энергоблока АЭС
Эксплуатация оборудования при пуске и остановке ЭБ АЭС
Правила эксплуатации реакторной установки при работе на мощности
Организация и виды контроля технического состояния
Методы и средства контроля технического состояния
Контроль целостности циркуляционного контура
Контроль статических и динамических характеристик
Методы идентификации оборудования ядерной энергетической установки
Методы диагностирования оборудования ядерной энергетической установки
Автоматизированный контроль технического состояния
Метрологическое обеспечение контроля технического состояния
Физико-химические процессы в контурах ядерной энергетической установки
Требования к материалам первого контура для ЯЭУ с ВВЭР
Требования к водоподготовке и водно-химическому режиму на АО
Способы регулирования качества теплоносителя ЯЭУ
Очистка теплоносителя ЯЭУ
Топливные циклы на АЭС
Транспортно-технологические операции по обращению с топливом на АЭС
Топливная кампания энергоблока АЭС
Процесс перегрузки топлива реакторных установок
Обращение с газообразными радиоактивными отходами
Обращение с жидкими радиоактивными отходами на АЭС
Обращение с твердыми радиоактивными отходами на АЭС
Дезактивация оборудования на АЭС
Принципы построения и структура систем безопасности
Эксплуатация защитных систем безопасности ЭБ с ВВЭР-1000
Эксплуатация защитных систем безопасности энергоблоков с РБМК-1000
Техническое обслуживание защитных систем безопасности ЭБ с РБМК-1000
Эксплуатация обеспечивающих систем безопасности ЭБ АЭС
Организация эксплуатации систем пожаротушения на АЭС
Эксплуатация локализующих систем безопасности энергоблоков АЭС
Эксплуатация управляющих систем безопасности энергоблока АЭС
Материально-техническое обеспечение эксплуатации
Обеспечение безопасности при эксплуатации
Культура безопасности атомных станций
Обеспечение технической безопасности
Обеспечение радиационной безопасности
Обеспечение ядерной безопасности при эксплуатации АЭС
Количественные показатели уровня культуры безопасности
Индикаторы и методика оценки культуры безопасности
Направления научно-технического прогресса в области эксплуатации АЭС

Надежность человека-оператора является важнейшим показателем качества сложной системы - АЭС. На современном этапе развития ядерной энергетики в нашей стране и за рубежом, характеризующимся эксплуатацией атомных энергоблоков большой единичной мощности [до 1000-1500 МВт (эл.)] и сосредоточением до 4-6 энергоблоков на одной площадке, проблема обеспечения безопасной эксплуатации крупных АЭС приобрела первостепенное значение как в государственном, так и в мировом масштабе. Компетенция и высокий профессионализм кадров, от директора до слесаря-ремонтника, должны обеспечить решение многочисленных задач проблемы безопасности, надежности и экономической эффективности эксплуатации АЭС. Так как оператор является главным и наиболее ответственным звеном системы, то в настоящее время весьма актуальными стали следующие задачи. Во-первых, в период пуска и освоения мощности нового энергоблока его оборудование работает на стадии приработки и характеризуется большим числом отказов автоматики, основного и вспомогательного оборудования, имеют место частые остановки блока. Опыт эксплуатации мощных энергоблоков АЭС показывает, что даже для квалифицированного и хорошо подготовленного ОП проведение всех необходимых действий, направленных на предотвращение остановки блока в аварийной ситуации, находится на пределе возможностей персонала. Во-вторых, на крупных энергоблоках при возникновении аварийных ситуаций возможны случаи, когда время цикла регулирования в переходном процессе составляет 15-5с и никакой опыт не может помочь оператору предотвратить остановку блока за такое короткое время, если не обеспечить, как минимум, следующее: 1) наличие оптимальной системы информационного обеспечения оператора; 2) наличие системы комплексной автоматизации технологических процессов блока высокой готовности.
Таким образом, на современных энергоблоках АЭС возможности человека-оператора (как основного звена в контуре управления) находятся в явном противоречии с теми необходимыми для управления объемами даже тщательно отобранной информации.
При появлении аномальной ситуации в оборудовании АЭС оперативное распознавание последовательности и причин срабатывания (или несрабатывания) автоматики, учитывая современный уровень технических средств и психофизиологические характеристики человека, без применения специальных систем практически невозможно.
По-видимому, необходимо более тщательно разрабатывать новые методы обеспечения надежности оперативного персонала АЭС.
Факторы, влияющие на надежность ОП АЭС. К основным факторам, влияющим на надежность ОП АЭС, относятся следующие: профессиональная пригодность оператора к работе на АЭС; техническая и психологическая подготовка операторов; конструкция пульта управления, блочного щита управления, оборудования рабочего места оператора;
объем и состав информационных потоков, которые идут на оператора при нормальной эксплуатации и в аварийной ситуации; четкая организация эксплуатации АЭС и др.
На деятельность оператора АЭС, а следовательно, и его надежность, существенное влияние оказывают стрессовые ситуации. Источниками стрессовых ситуаций операторов АЭС могут быть следующие: неоднородность состава операторов, физический дискомфорт, эксплуатационные проблемы, субъективные факторы. Неоднозначность или неопределенность сигналов резко снижает надежность операторов, особенно при решении задач, требующих бдительности и высокой ответственности.
Основные понятия и определения надежности ОП АЭС. Еще в 1975г. вышел в свет Государственный стандарт “ГОСТ 21033-75. Система "человек-машина". Основные понятия. Термины и определения. - М.: Издательство стандартов, 1975, - 7 с.", в котором устанавливались термины и определения основных понятий для системы "человек-машина" (СЧМ). С тех пор термины и определения СЧМ уточнялись, но в основном не претерпели существенных изменений. В табл. 17.1 приведены термины и определения СЧМ, применимые для любых сложных систем, в том числе и для АЭС. В табл. 17.2, 17.3 термины и определения СЧМ раскрыты применительно к оценке надежности ОП АЭС.

Критерии оценки надежности ОП АЭС. При обосновании выбора критериев для оценки надежности ОП АЭС исходят из следующих предпосылок.

  1. Так как работа человеческого организма характеризуется рядом структурных, функциональных, энергетических и других процессов, то при рассмотрении надежности человека можно раздельно оценивать надежность психических, нейродинамических, энергетических и т.д. процессов. Полная надежность человека будет определяться надежностью всей совокупности процессов, протекающих в его организме.
  2. Все внутренние процессы человека при анализе его деятельности проявляются опосредованно в виде возможности выполнения им системы предписанных функций. Надежность деятельности человека- оператора, в свою очередь, зависит от надежности человеческого организма и надежности выполнения человеком функций по управлению технологическим объектом. Поэтому полную надежность оператора целесообразно представлять в виде структурной ( S) - надежность) и функциональной надежности (F - надежность).
  3. Человекомашинные системы по сравнению с техническими системами обладают принципиально новым свойством - целесообразностью функционирования или способностью достигать поставленную цель. При этом человеческая деятельность является направляющей, а функционирование техники носит исполняющий характер. Обобщенной оценкой для деятельности человека служит степень результативности в выполнении поставленной цели. Определенную по отношению к поставленной цели надежность деятельности оператора будем называть полной надежностью.
  4. В процессе выполнения оператором своих функций в СЧМ важнейшими показателями качества его деятельности являются безошибочность, быстродействие и точность выполнения отдельных операций. Поскольку количество ошибок, время и точность выполнения операций обусловлены колебаниями характеристик оператора, то показатели безошибочности, быстродействия и точности выполнения операций человеком носят вероятностный характер. Если наложить определенные ограничения на количество ошибок, время выполнения и погрешности выполнения предписанных функций, то показатели безошибочности, быстродействия и точности приобретают надежностный смысл.
  5. По своему характеру деятельность ОП АЭС относится к дискретно-логическому типу деятельности. Поэтому наиболее важными составляющими полной надежности ОП являются функциональнопрограммная и функционально-временная надежность.



Основные определения и показатели надежности ОП АЭС сведены в табл. 17.2.
С позиций решения типовых задач проведения ВАБ показатели надежности ОП АЭС приведены в табл. 17.3.
Характеристики надежности деятельности ОП АЭС. Наиболее достоверными данными о характеристиках надежности ОП являются результаты специально организованных испытаний. Для ОП АЭС число опубликованных данных о количественных показателях надежности чрезвычайно ограничено. Имеется всего несколько работ, в которых авторы приводят значения количественных показателей надежности ОП АЭС. Это связано в первую очередь с большими трудностями организаций испытаний на надежность ОП АЭС. Поэтому при отсутствии данных по психофизиологическим исследованиям количественные показатели надежности деятельности ОП АЭС при расчетах безопасности и надежности энергоблока АЭС должны выбираться на основании справочных данных. При использовании справочных данных следует иметь ввиду "установку на работу" ОП, которая может быть трех видов:

  1. на безошибочность деятельности, когда основным мотивом поведения оператора является недопущение ошибок, а точность и время выполнения операций являются второстепенными;
  2. на точность деятельности, когда основным мотивом поведения является соблюдение требуемой точности, а безошибочность и время выполнения операций являются второстепенными;
  3. на скорость (быстродействие) деятельности, когда основным мотивом поведения является выполнение операций за возможно кратчайшее время, а безошибочность и точность являются второстепенными.


Наиболее распространенным видом установки при дискретно-операционном характере действий является установка на безошибочность, а при аналоговом характере действий (например, слежение) - на точность. В ряде задач встречается и установка на быстродействие. В общем случае могут иметь место и смешанные установки, а также смена установок в процессе деятельности. Когда тип установки априорно не задан, рекомендуется выбирать установку на безошибочность с последующей проверкой дефицитов времени и при их наличии производить коррекцию результатов с учетом возможности смены установки на скорость по формулам пересчета.
Надежность работы оператора с установкой на безошибочность. Данные о надежности работы оператора с установкой на безошибочность приведены в Приложении 4.
Обобщенные характеристики быстродействия и безошибочности операторов для пультов разной сложности. Оперативному и эксплуатационному персоналу энергоблоков АЭС при управлении и обслуживании ЯЭУ приходится работать на пультах с различным количеством приборов и органов управления, принимать решения с различным числом логических условий. Для оценки характеристик надежности ОП АЭС можно использовать исходные данные, которые приведены в табл. 17.4, где приняты следующие обозначения: М(t) и v(t) - соответственно, математическое ожидание и среднее квадратическое отклонение времени выполнения операций, в' - вероятность безошибочного выполнения оператором единичной функции (операции).
Таблица 17.4

Показатели безошибочности и своевременности выполнения психофизиологических операций с установкой на быстродействие, близких по своему характеру к операциям, выполняемым ОП АЭС, приведены в табл. 17.7.
Обобщенные характеристики надежности ОПАС. В имеющейся литературе приводятся весьма противоречивые данные о количестве аварий и остановок ЭБ АЭС по вине ОП. В большинстве источников отмечается, что от 30 до 80% аномальных ситуаций на АЭС вызываются неправильными действиями ОП. На раннем периоде эксплуатации надежность ОП характеризуется следующими цифрами. В 1974г. на 40 ЯР с водой под давлением, находившихся в эксплуатации в США, произошло 468 вынужденных остановок, причем 19,4% из них по вине оперативного персонала. В 1975г. на 51 ЯР было заг регистрировано 638 остановок, 18% которых приходится на ошибки операторов. Обработка статистических данных по эксплуатации 51 АЭС США за 1974-75гг. и 2 АЭС за период с 1960 по 1976 гг. показала, что через 6-7 лет после начала работы на АЭС число ошибок операторов составляет 1 ошибка/год эксплуатации ядерного реактора. В дальнейшем это значение остается постоянным. Что касается работы отдельного оператора, то вначале количество ошибок снижается довольно резко, однако по прошествии определенного периода количество ошибок начинает несколько возрастать.
В 1989г. на АЭС СССР из 117 остановок АЭС 54 (46,1%) произошли из-за ошибок персонала. А.А.Деревянкиным (АЭП, г. Москва, 1991г.) утверждается, что на долю ОП АЭС приходится около 55% нарушений нормальной эксплуатации от всех событий по вине персонала и около 40% недовыработки электроэнергии. Ремонтный персонал дает вклад около 20% разгрузок и остановок блоков с ВВЭР и около 40% недовыработки электроэнергии. Остальное приходится на долю административного персонала.
Интересные данные по надежности ОП были получены по результатам экспериментально-статистического исследования в УТЦ одной из АЭС России.

Операции

Время выполнения, с

Параметры гамма-распределения

п/п

 

1

Обнаружение и декодирование сигнала

0,54

1,77

0

0,70

9,90

11,91

7,89

5,90

7,13

4,67

2

Поиск и декодирование заданного сигнала

4,10

4,21

3,99

1,52

7,27

8,01

6,53

1,78

1,97

1,59

3

Поиск органов управления и осуществления управляющего воздействия

5,50

5,61

5,39

2,02

7,25

8,01

6,42

1,32

1,48

1,16

4

Обнаружение сигнала и принятие решения

8,40

9,96

6,84

3,30

6,43

7,91

4,95

0,76

0,95

0,58

S

Выполнение управляющего воздействия при решении задачи, требующей нескольких управляющих воздействий

3,5

3,76

3,24

2,32

2,28

3,04

1,53

0.65

0,90

0,41

в

Прием информации, ее оценка и принятие решения о работо-
способности контролируемых частей системы; число воспринимаемых признаков 3-5, задержка во времени их появления 10-12 с

26,40

29,80

23,00

11,50

5,28

7,37

3,19

0.20

0,28

0,12

7

Число воспринимаемых признаков 5-6, задержка во времени их появления 15-40 с

24,0

81,80

0

69,80

11,0

18,36

3,64

0,13

0,21

0,06

8

Число воспринимаемых признаков 1-2, задержка во времени их появления 10-20 с

8,76

20,50

0

17,71

5,48

7,85

3,11

0,27

0,38

0,15

Объектом исследования были квалифицированные операторы (после отпусков, длительных болезней и т.п.) и стажеры. В УТЦ они проходили обучение и сдавали экзамены. Объем выборки: выполнение 489 задач нормальной эксплуатации энергоблока АЭС и 697 задач ликвидации аварийных ситуаций. Обобщенные оценки надежности деятельности тренирующегося ОП представлены в табл. 17.8.
Значение доверительной вероятности при вычислении доверительных интервалов вероятностей, приведенных в табл. 17.8, равнялось 0,85. Вероятность выполнения задачи с ошибками оценивалась при условии, что ошибки были несущественными. Интенсивность несущественных ошибок составляла 1,3 на одну выполненную задачу, а интенсивность ошибок, приводящих к невыполнению задач, - 1,6. Объединение статистик двух групп операторов выполнено с доверительной вероятностью 0,85. В процессе тренинга ОП АЭС выполнял контрольные задачи. Обобщенные данные по надежности выполнения контрольных задач ОП приведены в табл. 17.9. Как видно из последней строки табл. 17.9, ОП энергоблоков АЭС имеет системы тренинга, обеспечивающие вероятность правильной ликвидации аварийных ситуаций в работе систем энергоблока не менее 0,9.
Для сравнения работоспособности ОП АЭС и ТЭС можно привести данные об их надежности по результатам тренировок операторов энергоблоков трех газомазутных ГРЭС мощностью 160-300 МВт. В качестве аварийных ситуаций при тренинге ОП предлагались следующие: пожары на оборудовании, аварийное снижение частоты в системе с полным сбросом нагрузки, сброс нагрузки на турбоагрегате, разрыв мазутопровода, исчезновение напряжения на электроприводах и др. Всего было исследовано 1764 результата тренировок. Оценка вероятности ликвидации или локализации оператором аварийной ситуации с тем или иным количеством неопасных ошибок составила 0,9955.

Таблица 17.8

Исследование всего многообразия видов учебных нарушений в работе энергооборудования в течение длительного срока наблюдения позволило высказать предположение: в качестве базовых оценок надежности ОП ТЭС при ликвидации или локализации реальных аварийных ситуаций можно принять вероятность перехода аварийной ситуации в аварию или отказ I или II степени.

При этом авария ЭБ квалифицируется как повреждение оборудования, требующее восстановительного ремонта в течение 7 сут и более; отказ I степени - восстановительный ремонт менее 3 сут. Сравнение данных по надежности ОП АЭС и ТЭС показывает, что надежность ОП ТЭС существенно выше по безошибочности, чем надежность ОП АЭС. Отметим, что эти цифры и выводы хотя и получены по большим выборкам, относятся только к оценкам тренинга и могут быть перенесены на реальную работу ОП на энергоблокех с большой осторожностью в качестве первого приближения.

Целью расчета являлось получение оценок надежности ОП ЭБ с ВВЭР-1000 при устранении аварийных ситуаций при эксплуатации. Основой для получения характеристик надежности ОП ЭБ АЭС является структура деятельности (функциональная сеть) - совокупность типовых функциональных единиц, отображающая весь процесс функционирования или его отдельные фрагменты. Характеристики надежности ОП определяются в следующей последовательности: составление алгоритма деятельности оператора в описательной форме на основе инструкций;
формализация записи алгоритма деятельности оператора на уровне операционных единиц либо на уровне типовых функциональных сетей;
выбор исходных данных о надежности по характеристикам безошибочности и быстродействия отдельных операций, составляющих построенные структуры, по экспериментальным данным, а в случае их отсутствия - либо по литературным источникам, либо методом экспертных оценок;
определение количественных значений показателей надежности ОП ЭБ АЭС;
анализ полученных результатов.
По указанной методике были определены характеристики надежности операторов Калининской АЭС при ликвидации ряда аварийных ситуаций на реакторной установке. Для примера приведем оценку надежности оператора по ликвидации отказов аппаратуры контроля нейтронного потока (АКНП) в соответствии с инструкцией по эксплуатации. Программа действия оператора энергоблока АЭС по ликвидации отказов АКНП состоит из 16 рабочих и одной вспомогательной операции. Схематично программа соответствия реальных действий ОП психофизиологическим операциям показана на рис. 17.3.
Для описания закона распределения случайной величины - времени, затрачиваемого на выполнение единицы деятельности ОП - обычно принимается гамма-распределение, плотность распределения которого и параметры имеют вид (17.1), где М(Т) и D(T) - соответственно математическое ожидание и дисперсия времени выполнения операции. Бели значение а = 10, то в качестве закона распределения t можно использовать нормальный закон. Тогда вероятность своевременной ликвидации отказов АКНП можно определить из выражения
(17.4)


В нашем случае М(t) = 22,29 с, D(T) = 0,598 с2. Значения Vr(t) и Vt(t) приведены в табл. 17.10, Vp = 0,89776. Характеристика операций по ликвидации отказов системы АКНП оперативным персоналом дежурной смены энергоблока АЭС приведена в табл. 17.11.
Рис. 17.3. Алгоритм действия оператора ВВЭР-1000 при ликвидации отказов АКНП: 1 — распознавание зрительного образа; 2, 12 - принятие решения; 3, 5, 7 - отыскание кнопок для набора исходных характеристик; 4, 6, 8 - нажатие кнопок; 9а — восприятие информации; 9б - оценка информации; 10, 11 - сравнение показаний; 13 - набор цифр на пульте; 14 - считывание информации с транспаранта; 15, 16 - исполнение решения моторного типа; 17 - включение тумблера


Вероятность безошибочного выполнения программы, изображенной на рис. 17.3, определялась по выражению(17.5)
Вероятность своевременной ликвидации отказов АКНП  рассчитывалась по формуле (17.4), так как параметры гамма-распределения равны а = 830,9 > 10 , А = 37,3. Вероятность безошибочной и своевременной ликвидации отказов АКНП 7V(0 принималась равной произведению  в соответствии с формулой (17.3).
По рассмотренной методике были определены вероятности своевременной и безошибочной ликвидации ОП нескольких аварийных ситуаций на энергоблоке с ВВЭР-1000, математические ожидания и дисперсии времени устранения этих аварийных ситуаций.

Таблица 17.11

Рис. 17.4. Характеристики надежности ОП при ликвидации отказов АКНП


Рис. 17.5. Характеристики надежности ОП при ликвидации неконтролируемого снижения концентрации борной кислоты в нервом контуре (I вариант)

Характеристики надежности ОП при устранении рассмотренных аварийных ситуаций приведены на рис. 17.4-17.7. Таким образом, расчетные значения вероятностей своевременной и безошибочной ликвидации аварийных ситуаций оперативным персоналом дежурной смены энергоблока с ВВЭР-1000 следующие:
вероятность своевременной и безошибочной ликвидации отказов аппаратуры контроля нейтронного потока (рис. 17.4) составляет 0,898;
вероятность своевременной и безошибочной ликвидации неконтролируемого снижения концентрации борной кислоты в первом контуре: I вариант (рис. 17.5) - автоматическая подпитка "чистым" конденсатом деаэратора из-за наличия утечек теплоносителя - 0,685; II вариант (рис. 17.6) - неконтролируемое поступление избыточной "чистой" воды при отсутствии утечек теплоносителя - 0,618;
вероятность своевременной и безошибочной ликвидации разрыва трубопроводов большого диаметра первого контура (рис. 17.7) - 0,434.
Полученные значения характеристик надежности свидетельствуют о том, что при управлении энергоблока АЭС ОП нуждается в интеллектуальной поддержке своей деятельности.
Рассмотрим характеристики надежности ОП ЭБ с ВВЭР-440 и ВВЭР-1000 с точки зрения моделей теории массового обслуживания. При этом подходе система "ОП-КТС АСУ ТП - ЭБ АЭС" представляет собой следующее: ЭБ АЭС и КТС АСУ - обслуживаемая система, ОП - обслуживающий аппарат, возникающие события - поток требований на обслуживание. Деятельность ОП состоит из совокупности последовательных действий по восприятию информации и осуществлению управления, которые будем называть требованиями на обслуживание. Экспериментально-статистическая оценка параметров потоков (частоты) требований на выполнение контрольных и управляющих функций ОП АЭС с ВВЭР-400 и ВВЭР-1000 при нормальной эксплуатации проведена на HI, IV и V ЭБ Нововоронежской АЭС. Эти ЭБ имеют большую наработку, высококвалифицированный состав ОП, примерно одинаковое оборудование, базовый режим работы по нагрузке, близкий по структуре, объему и надежности КТС АСУ ТП. Основные характеристики потоков требований при выполнении контрольных и управляющих функций ОП (по 30 операторам), участвовавших в эксперименте, приведены в табл. 17.12- В результате исследований потока требований на действия ОП АЭС с ВВЭР-440 и ВВЭР-1000 при нормальном режиме эксплуатации оказалось, что

Рис. 17.6. Характеристики надежности ОП при ликвидации неконтролируемого снижения концентрации борной кислоты в первом контуре (11 вариант)

 


Рис. 17.7. Характеристики надежности ОП при ликвидации разрыва трубопроводов большого диаметра первого контура

  1. суммарный параметр потока требований, приходящийся на одного оператора БЩУ, без учета регулярного контроля параметров, заносимых в суточную ведомость, составляет 30-40 1/ч, а с учетом - 70-75 1/ч;2) в суммарных потоках требования на информацию составляют 70-90% и, в основном, представлены общими обзорами пультов и панелей, обращением к мнемосхемам, телефонными переговорами с подчиненными работниками и обращением к дисплеям;
  2. требования по управлению составляют 10-30% суммарного потока и, главным образом, относятся к действиям по управлению нагрузкой турбин и выравниванию тепловых и электрических мощностей;
  3. выявлена низкая оперативная загруженность ОП, что является специфичным для энергоблоков с ВВЭР в стационарном режиме их работы. Значение этого показателя (доля времени, затрачиваемого на выполнение операций по отношению к бездействию) значительно ниже оптимального, равного 0,75. Низкая загрузка ОП способствует ухудшению их показателей надежности вследствие действия фактора монотонности.

Данные по надежности ОП БЩУ в зависимости от типа используемых технических средств АСУ ТП, полученные на тренажере ВВЭР-440 в Нововоронежском УТЦ, приведены в табл. 17.13.
Таблица 17.12



п/л

Функция оперативного персонала

Параметр потока требований  1/ч

 

 

ВВЭР-440

ВВЭР-1000

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ

 

I

Температурный контроль параметров активной зоны (по теплоносителю)

3,0

0,4

2

Температурный контроль внутри реакторных параметров (кассеты СУЗ)

2,0

2,0

3

Контроль нейтронной мощности

0,1

0,2

4

Контроль показателей аппаратуры аварийной защиты по мощности

0,7

0,2

5

Контроль положения трупп кассет СУЗ

0,07

0,1

6

Контроль средней температуры теплоносителя в первом контуре

1,0

0,4

7

Контроль других (за исключением п.1 и 6) параметров теплоносителя первого контура

1,0

1,0

8

Контроль параметров продувки-подпитки первого контура

0,4

2,0

9

Контроль уровня в компенсаторе давления

1,0

0,1

10

Контроль других (за исключением п.9) параметров компенсатора давления

0,02

0,6

11

Контроль перепада давления на главных циркуляционных насосах (ГЦН)

0,8

0,4

12

Контроль параметров чистого конденсата

-

0,9

13

Контроль параметров чистого промежуточного контура (ПК)

0,2

0,6

14

Контроль параметров спецгазоочистки

0,3

15

Контроль параметров второго контура (в основном ГПК)

0,6

0,5

16

Контроль давления в боксе парогенераторов

0,3

-

17

Контроль параметров системы вентиляции

 

0,1

18

Оперативный контроль (внеочередное опробование) аварийной сигнализации

0,01

 

 

УПРАВЛЯЮЩИЕ ФУНКЦИИ

1

Управление органами СУЗ (групповое и индивидуальное)

0,4

0,5

2

Управление подачей реагентов в систему подпитки первого контура (насосы и арматура борного регулирования)

0,03

0,03

3

Управление подачей чистого конденсата в систему подпитки первого контура (насосы и арматура)

1,4

1,5

4

Управление подачей подпиточной воды в первый контур (насосы, арматура, блокировки)

0,5

0,4

5

Управление расходом продувочной воды первого контура (арматура)

0,4

0,4

6

Управление (регулирование) уровнем в компенсаторе давления

 

0,3


д/п

Функция оперативного персонала

Параметр

потока требований

 

 

ВВЭР-440

 

ВВЭР-1000

7

Управление температурой (давлением) компенсатора давления (регуляторы электронагревателей)

0,3

 

0,1

8

Управление системой азота (арматурой)

 

2,0

9

Управление системой технической воды (арматура, насосы, блокировки)

 

 

0,1

10

Управление расходом продувочной воды парогенераторов по второму контуру (регулирующая арматура)

1.0

 

 

В заключение приведем опыт работы ОП на энергоблокех с ВВЭР-1000 Запорожской АЭС. Так, если на I блоке ЗАЭС остановки блока из-за ошибок ОП составляли не более 30% в течение первых 6 месяцев эксплуатации, то на энергоблоке II за аналогичный период остановки такого рода составляли более 60%. Это было связано с недостаточной подготовленностью ОП к эксплуатации. Различие подготовки ОП объясняется большей частью различием времени " приработки" его на этапах пусконаладочных работ: на блоке 1-12 месяцев, а на блоке II - 6 месяцев. Существенным фактом при этом является также то, что вузы страны не готовят специалистов непосредственно для работы по управлению энергоблоком АЭС. Подготовка же молодых специалистов на рабочих местах в условиях действующей АЭС после окончания вуза занимает от одного до двух лет. Учитывая, что старение ОП работающих ЭБ АЭС требует постоянной замены высококвалифицированного ОП, проблема подготовки и повышения надежности ОП АЭС продолжает оставаться чрезвычайно актуальной.
Соотношение человека-оператора и технических средств при управлении энергоблока АЭС. АЭС являются особым классом эргатических систем. В редких сферах человеческой деятельности произошло столько изменений за короткий срок, как в области развития ядерной энергетики. Первая АЭС в г. Обнинске имела электрическую мощность 5 МВт (пуск в 1954г.), I блок Ленинградской АЭС (1973г.) - 1000 МВт (эл.), V энергоблок Нововоронежской АЭС (1980г.) - 1000 МВт (эл.), энергоблок Игналинской АЭС (1982г.) - 1500 МВт (эл.). Увеличение единичной мощности энергоблоков АЭС пропорционально ускоряет переходные процессы изменения теплоносителя в технологическом контуре. Со скоростью изменения температуры теплоносителя однозначно связаны скорости изменения его объема и давления в технологическом контуре, определяющие скорость протекания любого переходного процесса. Опыт эксплуатации пяти блоков Нововоронежской АЭС показывает, что время от возникновения нарушения в режиме работы оборудования до появления необратимых изменений в технологическом процессе, приводящих к остановке блока, составляет:

N*
п/п

Операции,
технические
средства

Условная вероятность ошибки при нормальной эксплуатации  

( при авариях -числитель, знаменатель)

 

 

минимальная

средняя

максимальная

КОНТРОЛЬНЫЕ ОПЕРАЦИИ
ключей


0

2,3 .10-3

6,1 . 10-3

0

9,2 . 10-3

1,910-2

3,8-КГ3

8,1 . 10“3

1,2-10-2

3,6* 10“3

6,9 * 10—3

1,0-10-2

0

1,4 -10_3

3,1 -10-3

1,0-10-3

4,9 • 10“3

8,8-10-3

0

2,2 • 10-3

5,6 . 10-3

0

2,6 . 10-3

5,9.10-3

6,4 • 10-3

1,4.10-2

2,2 • 10-2

0

3,3 .10-3

6,8-10-3

0

1,6.10-3

3,8 • 10-3

0

8,5 -10-3

2,2 • 10-2

0

1,3-10-2

3,3-10-2

0

< 1,9.10-2

< 5,5 -10-2

Световые индикаторы (лампы сигнализации)
Одношкальные показывающие приборы
Многошкальные показывающие приборы
Табло сигнализации, блинкера
Самопишущие приборы


Ключи управления органом (группой)
Ключи управления арматурой          
на I блоке (тепловая мощность N = 750 МВт) - около 100 с; на III блоке (ВВЭР-440, N= 1375 МВт) - 40-50 с; на V блоке (ВВЭР-1000, = 3000 МВт) - около 20 с.

Очевидно, что для управления такими сложными, высокоскоростными и энергоемкими объектами, какими являются энергоблоки АЭС, необходимы совершенные системы управления.
Характерными особенностями аварий на зарубежных и отечественных АЭС являются сложность процессов их развития и непредсказуемость. Анализ тяжелых аварий на TMI, Чернобыльской АЭС и других ЯЭУ, происшедших, главным образом, из-за нечетких и ошибочных действий оперативного персонала АЭС, позволил прийти к парадоксальному на первый взгляд выводу: именно человек обладает теми ресурсами, активное использование которых в будущем поможет предотвращать аварии. Однако существуют пределы человеческих возможностей при обработке информации. Наивысшая граница пропускной способности человека 44 бит/с, в стрессовых ситуациях она может снизиться до 0,5 бит/с, нередко сужается обзор информации. Требования активного участия обслуживающего персонала в управлении переходными процессами несовместимы с традиционным проектированием операторских АЭС с их избыточным числом измерительных приборов, сигнализаторов и органов управления, расположенных на больших площадях. Это объясняется первоначальным предназначением операторских, главным образом, для непосредственного управления, а не решения стратегических задач.
Оценки показывают, что вероятность безотказной работы операторов АЭС составляет 0,9972 1/ч. Автоматическое управление АЭС дает расчетное значение по вероятности безотказной работы СУ 0,999 1/ч. Комбинация оператора и автоматики позволяет достичь безотказности работы СУ до 0,9998 1 /ч. Это говорит в пользу присутствия оператора наряду с автоматическими системами в контуре СУ ЯЭУ. В расчетах безопасности атомных станций часто принимается вероятность работы оператора, равная в среднем 0,999 1 /ч.
Временная зависимость принятия решений оператором АЭС при неполной информации может быть описана байесовским процессом. Закон распределения времени принятия решения имеет логарифмически нормальное распределение с математическим ожиданием 0,9 и средним квадратическим отклонением 0,3 с при средней частоте принятия решений 1,5 1/ч, что дает вероятность ошибки 0,01 за время отклика, равное 2 с.
При рассмотрении проблем управления такими сложными системами как АЭС (когда речь идет о "размытом" управлении технологическими процессами) становится очевидным, что оператор может управлять сложным процессом более эффективно, чем автоматическая система. Поэтому даже при максимальной насыщенности современной АЭС средствами автоматики оценка критических ситуаций ложится пока на операторов, которые анализируют обстановку и принимают решения, руководствуясь опытом и эвристической логикой. Если же при этом оператор испытывает трудности, то их можно объяснить недостаточной скоростью или несовершенным способом представления информации, либо отсутствием анализа, необходимого для принятия соответствующих ситуации решений.



 
« Шинопроводы в электрических сетях промышленных предприятий   Эксплуатация водохранилищ-охладителей электростанций »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.