Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Энергетические системы и комплексы

Диссертационная работа:

Игнатов Виктор Игоревич. Эффективность повышения эксплуатационной безопасности АЭС с ВВЭР-1000 управлением запроектными авариями : диссертация ... кандидата технических наук : 05.14.01, 05.14.03.- Саратов, 2006.- 193 с.: ил. РГБ ОД, 61 06-5/2134

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

стр.

, Введение 4

[*

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И НАПРАВЛЕНИЯ
ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ЭНЕРГОБЛОКОВ АЭС С
ВВЭР
11

1.1.Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР-1000 и аналогичных

АЭС за рубежом в проектных решениях и при эксплуатации 11

  1. Основные пути обеспечения безопасности и готовности к авариям 11

  2. Анализ тяжелых аварий на зарубежных АЭС с PWR 16

  3. Характеристики безопасности лучших зарубежных АЭС с PWR большой мощности 29

1.2. Анализ выполненных исследований по обеспечению
( безопасности АЭС с ВВЭР и управлению запроектными

авариями 40

1.3.Цели и задачи исследования 48

2. СИСТЕМНАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПОВЫШЕНИЯ
ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ АЭС С ВВЭР
49

2.1.Повышение эксплуатационной безопасности АЭС с ВВЭР при

запроектных авариях 49

2.2.Методческие положения анализа запроектных аварий 53

  1. Обоснование показателей надежности и безопасности энергоблоков АЭС с ВВЭР-1000 при вероятностном анализе....53

  2. Детерминистические и вероятностные методы расчета

2.2.3. Методы учета социального ущерба при авариях 79

2.3.Разработка решений по повышению надежности персонала 85

2.4.Методика расчета системной эффективности снижения риска

запроектных аварий 94

3. ОБОСНОВАНИЕ МЕРОПРИЯТИЙ ПО
ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ И СМЯГЧЕНИЮ ПОСЛЕДСТВИЙ
ЗАПРОЕКТНЫХ АВАРИЙ
105

3.1.Обоснование схемных решений по повышению надежности

охлаждения активной зоны 105

3.2.Разработка систем надежного охлаждения парогенераторов

энергоблоков в условиях обесточивания АЭС 110

3.3.Разработка симптомно-ориентированного метода управления

запроектными авариями на АЭС с ВВЭР-1000 118

ЗАВероятностная оценка безопасности АЭС при ее обесточивании
и нарушении связей с системой 130

4. АНАЛИЗ СИСТЕМНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДОВ И МЕР ПОВЫШЕНИЯ
БЕЗОПАСНОСТИ АЭС
137

4.1. Оценка оперативной эффективности внедрения симптомно-ориентированного метода управления запроектными авариями.... 137

4.2.Влияние предлагаемых мер и решений на предотвращаемый

системный ущерб ..-. 141

Выводы и рекомендации 159

Список использованных источников 162

Приложение 172

Введение к работе:

Атомная энергетика в России занимает сегодня прочные позиции вследствие достижения высоких показателей безопасности и эффективности. Доля АЭС в балансе мощностей России в перспективе значительно возрастет. АЭС с реакторами водо-водяного типа (АЭС с ВВЭР) сегодня занимают ведущее место в программе развития атомной энергетики России [21, 22, 54, 73].

Аналогичные реакторы за рубежом (PWR) также имеют преимущественную роль (до 65% по установленной мощности). Физическая концепция корпусных водо-водяных реакторов под давлением (ВВЭР, PWR) обладает важным свойством внутренне присущей безопасности. Это свойство проявляется в том, - что во всем диапазоне режимов эксплуатации отсутствуют положительные обратные связи между такими характеристиками, как температура теплоносителя и мощность активной зоны и, с другой, -реактивность. Это способствует избежанию тяжелых последствий во многих случаях развития аварий за счет саморегуляции процессов в активной зоне под дополнительным контролем систем регулирования и безопасности.

Физическая (для реактора) и общая проектная концепция реакторного отделения двухконтурных АЭС, как признано во всех странах, развивающих атомную энергетику, способны развиваться далее, прежде всего, в части повышения обеспечиваемой безопасности при проектировании и эксплуатации, а также роста готовности к ликвидации и смягчению последствий возможных аварий. В настоящей работе это доказывается на примере целого ряда обоснованных мероприятий при эксплуатации типовой многоблочной АЭС с ВВЭР-1000, направленных на повышение противоаварийной готовности.

Системная эффективность повышения эксплуатационной безопасности АЭС с ВВЭР-1000 в России обусловлена следующими группами причин:

- наращивание производства электроэнергии на АЭС, возможное только при их высокой эксплуатационной безопасности, позволяет замещать органиче-

5 ское топливо (прежде всего, газ и мазут), увеличивая валютные поступления от продажи его за рубеж;

повышение безопасности и готовности к ликвидации аварий снижает риски недополученной прибыли и дополнительных затрат в восстановление оборудования, а также перерасхода топлива на резервных агрегатах энергосистемы при авариях;

повышение безопасности АЭС приводит к снижению риска тяжелых аварий по всем компонентам потерь: социальных, материальных, экологических.

Тяжелыми (или запроектными) авариями назовем аварии, вызванные исходными событиями, не учитываемыми для проектных аварий, или сопровождающиеся дополнительными по сравнению с проектными авариями отказами систем безопасности или ошибками персонала, которые могут привести к тяжелым повреждениям или к расплавлению активной зоны.

Готовность к тяжелым авариям и ее повышение в процессе эксплуатации обеспечиваются [13,14-26, 35-37, 63, 86]:

предусмотренными проектом, и новыми, дополнительно вводимыми в согласованном порядке, системами безопасности;

техническими и организационными мерами по управлению авариями и ограничению их последствий;

повышением готовности персонала к управлению авариями, повышением качества противоаварийного тренинга;

совершенствованием инструкций и процедур по действиям персонала в аварийных ситуациях и при тяжелых авариях на АЭС (в том числе СОАД -симптомно-ориентированных аварийных действий);

специальными техническими средствами и группами поддержки оперативного персонала на случай аварий;

планами мероприятий по защите персонала и населения в случае запро-ектных аварий.

Настоящая диссертационная работа посвящена решению поставленных выше задач повышения эксплуатационной безопасности АЭС с ВВЭР-1000 путем роста готовности АЭС к запроектным авариям, их ликвидации, локализации и смягчения их последствий на основе критерия системной эффективности.

Цель работы - научное обоснование эффективности повышения эксплуатационной безопасности АЭС с ВВЭР-1000 управлением запроектными авариями.

Основными задачами исследования являются:

  1. Разработка методических положений оценки эффективности повышения эксплуатационной безопасности энергоблоков АЭС с реакторами ВВЭР-1000.

  2. Обоснование обобщенного критерия и методики расчета системной эффективности повышения аварийной готовности АЭС с ВВЭР-1000 управлением запроектными авариями.

3. Разработка и оценка приоритетной значимости схемно-парамет-
рических решений и мероприятий по снижению риска запроектных аварий.

4. Разработка, внедрение и обоснование общей эффективности симптомно-
ориентированного метода управления запроектными авариями на АЭС с ВВЭР-
1000.

В диссертации разработаны теоретические положения расчетов системной эффективности повышения эксплуатационной безопасности АЭС с ВВЭР-1000 путем снижения риска запроектных аварий и смягчения их последствий.

Разработаны обобщенные критерии оценки эффективности схемных или других мероприятий по повышению аварийной готовности и выбора их приоритетного ряда в условиях ограниченных финансовых, материальных, временных и трудовых ресурсов.

Дополнены, формализованы и используются в работе, учитывающие специфику энергоблоков АЭС с ВВЭР-1000, методологические положения анализа запроектных аварий, основанные на новейших детерминистических и вероят-

7 ностных разработках в этом направлении в России и за рубежом (Атомэнерго-проект, Москва; Вестингауз, США).

Предложены и обоснованы схемные решения по повышению надежности охлаждения активной зоны, по надежному охлаждению парогенераторов энергоблоков в условиях обесточивания АЭС, по обеспечению надежного функционирования собственных нужд АЭС, снижающие риск запроектных аварий.

Разработан симптомно-ориентированный метод управления запроектными авариями применительно к АЭС с ВВЭР-1000. Обоснованы основные положения метода, процедуры по предотвращению и смягчению последствий расплавления активной зоны, стратегии управляющих воздействий при тяжелых авариях, средства измерений и уставок для управляющих процедур, дана общая оценка эффективности способов управления, в том числе симптомно-ориентированных, запроектными авариями.

Проведен анализ системной эффективности разработанных методов и мер повышения безопасности АЭС.

Научная новизна. Разработаны методические положения оценки системной эффективности повышения эксплуатационной безопасности АЭС с ВВЭР-1000 и снижения риска запроектных аварий.

Предложены методики обоснования схемно-параметрических решений по снижению частоты тяжелых аварий с плавлением активной зоны.

Научно обоснован симптомно-ориентированный метод управления запроектными авариями на АЭС с ВВЭР-1000.

Практическая значимость.

Определена системная эффективность повышения эксплуатационной безопасности АЭС с ВВЭР-1000. Обоснованы мероприятия по предотвращению и смягчению последствий запроектных аварий, в том числе: по повышению надежности охлаждения активной зоны и парогенераторов энергоблоков в условиях обесточивания АЭС, по обеспечению надежного функционирования соб-

8 ственных нужд АЭС. Обоснован и внедрен симптомно-ориентированный метод управления тяжелыми авариями на Балаковской АЭС.

На защиту выносятся методические положения и результаты расчета системной эффективности повышения эксплуатационной безопасности АЭС с ВВЭР-1000 управлением запроектными авариями, схемные решения и организационные мероприятия по повышению надежности отдельных систем безопасности и по управлению запроектными авариями, основные положения сим-птомно-ориентированного метода управления запроектными авариями, результаты анализа системной эффективности разработанных методов и мер повышения безопасности АЭС.

Достоверность результатов и выводов диссертационной работы обоснована использованием методологии системных исследований в атомной энергетике, теории надежности и безопасности, теплопередачи и теплофизики реакторного и теплосилового контуров АЭС, а также теории надежности больших систем энергетики.

Основные организационные решения и положения симптомно-ориентированного метода управления тяжелыми авариями выверены в соответствии с основами технико-экономического анализа в атомной энергетике, принципами эргономики и квалиметрии. Проведено сопоставление полученных результатов и выводов исследования с имеющимися данными других работ.

Личный вклад автора заключается в следующем:

1. Разработаны методические положения оценки эффективности повыше
ния безопасности энергоблоков АЭС с реакторами ВВЭР-1000 управлением за
проектными авариями;

2. Разработана и оценена приоритетная значимость схемно-парамет-
рических решений и мероприятий по снижению риска запроектных аварий;

3. Обоснован и внедрен симптомно-ориентированный метод управления
запроектными авариями на Балаковской АЭС;

4. Выполнен анализ системной эффективности предложенных методов и мер повышения безопасности АЭС.

Работа выполнена на кафедре "Тепловые электрические станции" Саратовского государственного технического университета и в филиале концерна Росэнергоатом "Балаковская атомная электростанция" в рамках основного научного направления развития науки и техники Российской Федерации "Топливо и энергетика", Федеральной программы фундаментальных исследований "Физико-технические проблемы энергетики", программы Минвуза России 02 В.06. "Разработка научно-методических основ обеспечения безопасности функционирования объектов атомной энергетики".

Изложенные в диссертации материалы опубликованы [3,13, 35-37, 45, 63] и докладывались на научных конференциях и семинарах в 1998-2005 гг. в городах Саратове, Балаково, Пензе, международных симпозиумах концерна "Росэнергоатом" в г. Москве и др., в том числе, зарубежных симпозиумах и конференциях.

Разработанные в диссертации методические положения и результаты исследования могут быть использованы при повышении эксплуатационной безопасности и аварийной готовности к запроектным авариям как для проектируемых, так и для действующих АЭС с ВВЭР-1000. Материалы диссертации окажутся полезными также для проектных организаций при системном технико-экономическом обосновании мероприятий и технических решений по повышению безопасности АЭС с ВВЭР-1000.

Автор выражает благодарность научным руководителям доктору технических наук, профессору, Заслуженному деятелю науки и техники РФ, Лауреату премии Правительства РФ Аминову Рашиду Зарифовичу и кандидату технических наук, Лауреату премии Совмина СССР, премии Правительства РФ Платову Павлу Леонидовичу, за внимательное руководство при выполнении работы, доктору технических наук, профессору Хрусталеву Владимиру Александровичу, кандидату технических наук, профессору Ларину Евгению Александровичу

10 за советы и консультации при выполнении работы, а также коллективам кафедр "Тепловые электрические станции" и "Теплоэнергетика" СГТУ за советы, замечания и пожелания, высказанные при подготовке и обсуждении диссертации.

Подобные работы
Козлитин Павел Анатольевич
Системная эффективность повышения безопасности мазутного хозяйства и ХВО ТЭЦ с учетом риска
Шутиков Александр Викторович
Эффективность повышения мощности энергоблоков АЭС с ВВЭР-1000
Чащин Виктор Вячеславович
Повышение эффективности работы асинхронного тягового электродвигателя с учетом его теплового состояния
Николаев Юрий Евгеньевич
Основы повышения эффективности теплоснабжающих комплексов городов
Коваленко Павел Юрьевич
Комплексная оценка повышения эффективности энергоблоков ТЭС путем утилизации теплоты уходящих газов в системах регенерации турбин
Константинова Елена Георгиевна
Повышение эффективности электроснабжения нефтегазовых комплексов
Долотовский Игорь Владимирович
Системный анализ и повышение эффективности энергетического комплекса газоперерабатывающих предприятий : на примере Астраханского газоперерабатывающего завода
Криволуцкий Алексей Сергеевич
Повышение эффективности работы тепловых сетей за счет кавитационной обработки воды
Дмитриева Юлия Ивановна
Разработка методов повышения эффективности региональной электроэнергетики
Дмитриев Андрей Сергеевич
Повышение эффективности управления городским теплоснабжением

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net