Применение вероятностного анализа безопасности для планирования инспекций

ПРИМЕНЕНИЕ ВЕРОЯТНОСТНОГО АНАЛИЗА БЕЗОПАСНОСТИ

ДЛЯ ПЛАНИРОВАНИЯ ИНСПЕКЦИЙ

 

Хижняк С.А., Самохин Г.И., Носков Д.Е., Бредова В.А. (ФБУ «НТЦ ЯРБ»),

Антонов А.В. (ИАТЭ, г. Обнинск)

 

 

В странах, рано вставших на путь использования атомной энергии в мирных целях, в том числе и в России, требования по ядерной и радиационной безопасности формировались на основании детерминистического подхода с учетом опыта эксплуатации атомных станций (АС), результатов расчетных и экспе-риментальных исследований и мнений квалифицированных экспертов. В основе этого подхода лежит концепция глубокоэшелонированной защиты, позволяющая достичь ограничения последствий проектных аварий допустимыми пределами по обеспечению надлежащего уровня безопасности АС и их снижения при запроектных авариях. В настоящее время этот подход является ключевым [1].

Однако после того, как в 1975 г. в США впервые был выполнен анализ риска для энергетического реактора WASH-1400, начал формироваться новый подход, получивший название Вероятностный анализ безопасности (ВАБ) [2].

ВАБ является аналитическим методом оценки рисков отдельных энергоблоков АС. Он включает в себя оценки различных аспектов проектирования и эксплуатации энергоблоков АС. Методология ВАБ позволяет оценивать риски возможных аварий, произошедших вследствие внутренних инициирующих событий, вызванных отказами систем или ошибками персонала АС, и внешних воздействий, причинами которых могут быть как природные явления, так и явления, вызванные деятельностью человека внутри и за пределами АС. То есть ВАБ представляет собой инструмент, позволяющий выявлять наиболее уязвимые участки энергоблока АС, которые требуют пристального внимания в рамках решения задачи повышения безопасности АС.

В августе 1995 г. NRC (регулирующий орган США) опубликовал Заявление о политике в области использования методов вероятностного анализа риска для регулирующей деятельности. Однако еще до издания этого документа, по мере совершенствования технологии ВАБ, такие методы широко применялись для решения различных вопросов в области регулирования безопасности. Уже в 1987 г. Брукхевенская национальная лаборатория США разработала на основе ВАБ планы инспектирования систем 3-го энергоблока АС «Индиан-Пойнт», 1-го энергоблока АС «Миллстоун», 1-го энергоблока АС «Лимерик», 2-го и 3-го энергоблоков АС «Пич Боттом», «Шохам» и «Вашингтон № 2».

В 1999 г. Госатомнадзор России опубликовал похожее заявление о политике «Применение вероятностного анализа безопасности действующих энергоблоков атомных станций». Данное заявление стимулировало применение методов вероятностного анализа риска практически во всех сферах регулирующей деятельности. Оно призывает к использованию ВАБ в той мере, в какой это позволяет достигнутый уровень развития методологии ВАБ, чтобы дополнить действующий традиционный детерминистический подход и поддержать концепцию глубокоэшелонированной защиты.

Информация, полученная из ВАБ, может быть успешно использована надзорными органами при осуществлении следующих видов деятельности по надзору за ядерной и радиационной безопасностью энергоблоков АС:

•    оценка уровня безопасности в вероятностных показателях и текущий мониторинг риска;

•    оценка влияния на безопасность предлагаемых технических и технологических решений;

•    планирование и оптимизация инспекций;

•    оценка значимости выявленных инспекцией нарушений;

•    оценка значимости эксплуатационных событий.

Данная статья посвящена использованию материалов ВАБ для планирования инспекций.

ВАБ энергоблока АС может быть применен в инспекционной деятельности для выявления наиболее важных с точки зрения риска оборудования и проблем энергоблока АС. Информация, полученная из ВАБ, в этом случае помогает направлять человеческие и финансовые ресурсы на исследование проблем, являющихся наиболее значимыми для безопасности, и исключить или сократить требования, что позволит уменьшить затраты ресурсов на решенине менее важных вопросов.

Инспекциям, при планировании которых помимо детерминистического подхода применяется ещё и вероятностный подход, дали название риск-инфор-мативные инспекции.

Для работы инспекторов при подготовке рабочей программы риск-информативной инспекции требуется специальным образом обработанная и представленная информация, полученная на основе анализа результатов ВАБ инспектируемого энергоблока АС. Информация, подготовленная для инспектора, должна включать сведения о наиболее значимых системах и элементах энергоблока АС, а также о наиболее значимых действиях персонала по обслуживанию оборудования и управлению авариями. Данная информация может быть подготовлена специалистами в области ВАБ, разработчиками ВАБ и другими специалистами, владеющими базовыми знаниями в области ВАБ и имеющими доступ к логико-вероятностной модели энергоблока АС.

 

Обработка и представление информации на основе материалов ВАБ

 

При выполнении ВАБ энергоблока АС используются исходные данные исследуемого энергоблока, поэтому информация для проведения риск-инфор-мативной инспекции отдельного энергоблока АС является специфической и должна быть подготовлена на основе данных, полученных из модели ВАБ инспектируемого энергоблока АС.

Для удобства работы инспекторов вся информация, извлеченная из ВАБ, формируется в таблицы, в которых системы, элементы систем, ошибки персонала и аварийные последовательности располагаются в порядке возрастания/убывания значимости для безопасности энергоблока АС, в соответствии с рассчитанными вероятностными показателями значимости (то есть проводится так называемое ранжирование).

При расчете вероятностных показателей значимости безопасности элементов и систем энергоблока АС используется частота повреждения активной зоны реактора (ЧПЗ). Степень важности для безопасности энергоблока АС отдельных систем и элементов может быть определена при помощи следующих показателей значимости:

•    инспекционная значимость - абсолютное изменение ЧПЗ в зависимости от изменения параметров надёжности элементов модели ВАБ;

•    коэффициент увеличения риска (характеризует степень потенциального ухудшения показателей безопасности энергоблока АС при абсолютной ненадежности системы или её элементов).

По сути, инспекционная значимость обращает внимание инспектора на то, что в первую очередь необходимо улучшать, а коэффициент увеличения риска выделяет те области, последствия нарушений в которых будут наиболее серьезными.

 

Направления возможного использования риск-информативных

инспекций в работе инспекторов Ростехнадзора на энергоблоках АС

 

В инструкции по осуществлению надзора насчитывается более 20 основных направлений проведения инспекции [3]. Очевидно, что для безопасности энергоблока они не равнозначны. Проблема заключается в определении приоритетных направлений с целью ориентации на них основных усилий инспекторов. Это представляется крайне сложной задачей, особенно если представить, что инспекцию проводят начинающие специалисты. Применяя риск-информативный подход в инспекционной деятельности, можно сосредоточиться преимущественно на системах, вносящих наибольший вклад в ЧПЗ, отказ которых приводит к существенному увеличению ЧПЗ, то есть имеющих наибольшую значимость. Аналогичен подход при инспектировании отдельных элементов систем энергоблока АС. Риск-информативный подход позволяет выделять самые важные для проверки элементы систем, что будет способствовать повышению оперативности и качества проводимых инспекций.

Ниже приведены и раскрыты несколько направлений, в которых можно существенно повысить эффективность работы инспекторов, используя информацию, полученную из материалов ВАБ.

1. При проведении целевой инспекции готовности энергоблока АС к пуску (физическому и энергетическому, пуску блока после планово-предупре-дительного ремонта, пуску блока после останова, связанного с нарушениями в его работе) инспекторы проводят проверку фактической готовности к пуску систем и оборудования, важных для безопасности АС, и персонала АС. В данном случае информация, полученная из материалов ВАБ, дает инспектору наглядную картину о степени важности для безопасности АС каждой системы, элемента системы, а также возможных ошибок персонала.

2. В процессе ежедневных обходов блочного щита управления и контроля журналов эксплуатации знания о возможных аварийных сценариях и видах отказов систем, полученные из ВАБ, помогут при выявлении недостатков и нарушений, приводящих к наиболее значимому возрастанию рисков. При обследовании щита управления могут быть выявлены проблемы в состоянии важных для безопасности систем.

3. Еженедельные мероприятия включают обход систем энергоблоков, причем инспектор в достаточной степени свободен в отношении выбора систем и степени тщательности их проверки. Несмотря на то, что в конечном итоге обследование должны пройти все системы станции, результаты ранжирования систем и элементов по инспекционной важности могут быть использованы для определения приоритетов инспектирования систем и для выбора порядка инспектирования оборудования отдельных систем.

4. Инспекции ремонтных работ проводятся в рамках целевых и комплексных инспекций. Такую инспекцию предписывается начинать с контроля выполнения мероприятий, наиболее важных с точки зрения их воздействия на риски эксплуатации энергоблоков. При подготовке к ней инспектору рекомендуется использовать информацию о коэффициенте увеличения риска для определения наиболее значимых для риска ремонтных мероприятий, с учетом конфигурации систем, уже выведенных в ремонт.

5. При проведении инспекции с глубокой проработкой одной системы, как правило, проверяется соответствие системы ее проектным требованиям, анализируется правильность монтажа, история эксплуатации, корректность процедур контроля и обслуживания. При выборе системы для такой инспекции и для обеспечения включения элементов системы, отказы которых наиболее важны для безопасности АС, в планы их проведения инспектору рекомендуется использовать информацию о значимости систем и её элементов.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что опыт инспектора, знание им проекта энергоблока, понимание технологических процессов, понимание механизмов отказов оборудования и механизмов возникновения и развития аварий, использование информации о значимости элементов и систем АС для безопасности АС, полученной из материалов ВАБ, - эффективный путь достижения наибольших результатов в области повышения безопасности.

 

Литература

 

1.    Общие положения обеспечения безопасности атомных станций (ОПБ-88/97). ПН АЭ Г-1-011-89. – М.: Энергоатомиздат, 1990 г.

2.    Букринский А.М. Совершенствование регулирующей деятельности NRC на основе подходов, ориентированных на информацию о риске и конечный результат. Ядерная и радиационная безопасность,         № 3(53), 2009.

3.    Инструкция по осуществлению надзора за ядерной и радиационной безопасностью атомных станций. РД-04-18-99. Госатомнадзор, 1999.