2.5 Автоматизированная система контроля радиационной обстановки

Безопасность АЭС обеспечивается за счет последовательной реализации концеп­ции глубоко эшелонированной защиты, основанной на применении системы физических барьеров на пути распространения ионизирующего излучения и радиоактивных веществ в окружающую среду и системы технических и организационных мер по защите барьеров и сохранению их эффективности, с целью защиты персонала, населения и окружающей среды.

Автоматизированная система контроля радиационной обстановки реализует сис­тему технических и организационных мер по защите барьеров и сохранению их эффектив­ности, с целью защиты персонала, населения и окружающей среды.

АСКРО предназначена для выполнения информационно-вычислительных, управляю­щих и вспомогательных функций по контролю состояния радиационной безопас­ности ЗАЭС и района ее расположения в нормальном режиме и в аварийных ситуациях.

АСКРО включает в себя ряд автономных, функционально связанных между собой сис­тем.

Проектные объектовые централизованные информационно-измерительная системы радиационного контроля на базе аппаратуры АКРБ-03, являющиеся автономными незави­симыми информационными системами уровня энергоблока, обеспечивают при отказе АСКРО радиационный контроль объекта в проектном объеме.

Централизованные информационно-измерительные системы радиационного кон­троля связаны с СВК АСКРО с помощью электронного коммутатора подсистем БВЦ-129-Р.

Централизованная информационно-измерительная система радиационного кон­троля обеспечивает контроль радиоактивности технологических контуров и герметичность их оборудования, радиационной обстановки в производственных помещениях, соблюдение норм облучения персонала, загрязненности его одежды и тела.

Централизованная информационно-измерительная система радиационного кон­троля также обеспечивает передачу радиационных параметров в УВС «Комплекс Титан-2» соответствующего блока (в ВУ УВС для энергоблоков №1 и №3).

Комплексы централизованной информационно-измерительной системы радиацион­ного контроля в соответствии с санитарными правилами проектирования и эксплуатации атомных станций решают задачи измерения:

- индивидуальной дозы внешнего облучения персонала АЭС;

- объемной активности жидкостей, газов и аэрозолей;

- плотности потока тепловых нейтронов и гамма-излучения;

- мощности эксплуатационной дозы гамма-излучения и плотности бета-частиц;

- уровня загрязнений радиоактивными веществами поверхностей кожных покровов, производственной и личной одежды;

- концентрации и нуклидного состава радиоактивных газов и аэрозолей в воздухе про­изводственных помещений АЭС.

Оборудование дозиметрического и радиационно-технологического контроля приме­няемое на ЗАЭС представляет собой приборы и устройства, как в виде и отдельных изде­лий(Дозиметр – радиометр универсальный МКС-У), более сложных устройств(РКС2-02  «Калина»),так и систем(ИИС РК СХОЯТ, АСРК)автономных и соединенных технологиче­скими коммуникациями. С помощью автоматизированных систем, носимых и стационарных средств радиационного контроля, лабораторных методов радиационного контроля выпол­няется контроль радиационных параметров на объектах ЗАЭС, промплощадке, санитарно-защитной зоне и зоне наблюдения во всех режимах эксплуатации энергоблоков ЗАЭС.

Состав комплекса дозиметрического и радиационно-технологического оборудования контролирующего радиационные параметры ЗАЭС, можно представить в виде схемы представленной на рисунке 30.

Рисунок 30 – Структурная схема радиационного контроля на ЗАЭС

АКРБ-03 – это агрегатированный комплекс технических средств, позволяющий выпол­нить контроль радиационной обстановки в различных технологических системах и помещениях АЭС. АКРБ-03 обеспечивает определение параметров, характеризующих ра­диационную безопасность АЭС. АКРБ-03 также обеспечивает получение документальной информации о радиационной обстановке на АЭС, в санитарно-защитной и зоне наблюде­ния и данных индивидуального контроля облучения персонала.

ЦИИСРК является проектной системой, на базе комплекса технических средств АКРБ-03 “Сейвал”, с помощью которой, осуществляется дистанционный контроль радиа­ционных параметров на энергоблоках №№ 4, 5, 6 и на сецкорпусах №№ 1, 2. Структурная схема, каждого из пяти комплектов ЦИИСРК перечисленных объектов аналогична, и пред­ставлена на рисунке 31.

Каждый комплект АКРБ-03 обеспечивает непрерывный контроль радиационных па­раметров по 200 измерительным каналам. Контроль осуществляется с местных щитов энергоблоков и двух спецкорпусов. Автономные каналы контроля радиационных парамет­ров, выделенные на рисунке 31 жирными линиями, по существующей терминологии отне­сены к стационарным приборам, но изначально являлись составной частью АКРБ-03 «Сейвал». Эти каналы являются важными для безопасности, и информация по ним выво­дится на БЩУ.

Устройства сбора и накопления информации

Рисунок 31 – Структурная схема ЦИИСРК

Блоки детектирования каналов непрерывного контроля радиационных параметров, по виду измерений, делятся на:

• блоки детектирования для измерения гамма-излучения;

• блоки детектирования для измерения объемной активности инертных радиоактив­ных газов;

• блоки детектирования для измерения объемной активности аэрозолей;

• блоки детектирования для измерения объемной активности жидких сред;

• блоки детектирования для измерения активности теплоносителя первого контура.

Устройствами распределения и передачи информации в ЦИИСРК являются:

• устройство распределения и передачи информации УВА-09;

• устройство накопления и обработки информации УНО-100М-01;

• устройство контроля и обмена информации УИ-28;

• блок вывода БВЦ-51;

- устройство коммутации УВА‑02Р.

Устройствами отображения информации в ЦИИСРК являются:

• устройство сигнализации УСС-04Р;

• устройство сигнализации УСС-05Р;

• сигнализатор БВИ-12;

• блок управления БУМ-34;

• пульт УУМ-12-01;

• дисплей оперативный УВК-13-01;

- пульт сигнально-измерительный УИ‑29‑01.

Рассмотрим принцип работы системы ЦИИСРК АКРБ-03 «Сейвал».

От блоков и устройств детектирования информация через устройства вывода УВА-09 поступает на устройство УНО-100 и УИ-28. УВА-09 одновременно обеспечивают электропитание блоков детектирования.

В УНО-100 и УИ-28 информация преобразуется соответственно в аналоговую и цифровую форму и передается в устройства отображения местного и центрального щитов радиационного контроля. Далее через коммутаторы, расположенные на центральном щите радиационного контроля, информация передается в вычислительные комплексы СМ-2М, в которых осуществляется ее дальнейшая обработка в удобный для оператора вид. Эта ин­формация в виде фрагментов мнемосхемы отображается на дисплеях РМОТ-03.

На дисплеи РМОТ, установленные на БЩУ информация ЦИИСРК поступает через вычислительные комплексы СМ-2М УВС «Комплекс Титан-2» соответствующего энерго­блока.

На каждом энергоблоке на дисплеи выводится только та информация о радиацион­ной обстановке, которая относится к данному энергоблоку (т.е. получена с ЦИИСРК дан­ного энергоблока).

Информация с блоков детектирования автономных систем радиационного контроля с надежным электропитанием через устройства вывода УВА-02Р поступает на сигнально-измерительные пульты УИ-29-01 и после обработки - выводится на стрелочное табло ли­цевой панели УИ-29-01 с возможностью выдачи сигнала превышения порога (табло на ли­цевой панели УИ-29-01).

С выходного разъема УИ-29-01 сигнал превышения порога поступает на панель со­ответствующей системы безопасности на БЩУ энергоблока и включает необходимое табло сигнализации.

По каждой автономной системе радиационного контроля на табло сигнализации БЩУ выводятся также сигналы об отсутствии напряжения питания на соответствующей системе.

АСРК является новой системой, пришедшей на смену ЦИИСРК. Реконструкция обору­дования систем радиационного контроля на данный момент закончена на энергобло­ках №№1, 2, 3. Структурная схема АСРК представлена на рисунке 32.

АСРК энергоблока №1 предназначена для:

1) непрерывного контроля, отображения и документирования информации о парамет­рах, характеризующих:

- целостность защитных барьеров;

- радиационное состояние технологических систем;

- радиационную обстановку в производственных помещениях энергоблока;

- величины выхода радионуклидов с энергоблока в окружающую среду;

- техническое состояние и режимы работы технических средств оборудования сис­темы радиационного контроля;

2) обеспечения персонала достоверной информацией о радиационном состоянии энер­гоблока;

3) ведение архива информации о радиационных параметрах энергоблока;

4) обеспечение связи со смежными системами.

Рисунок 32 – Структурная схема АСРК

АСРК работает во всех режимах эксплуатации АЭС, включая планово-предупреди-тельные ремонты и режимы проектных аварий, а также в режиме снятия энергоблока с эксплуатации.

АСРК построена как автоматизированная двухуровневая измерительная информаци­онная система с централизованным автоматизированным управлением её функционированием и распределенной организацией измерения, сбора и обработки информации.

АСРК отличается от АКРБ устройствами накопления, обработки и передачи информа­ции, устройствами отображения информации, а также новыми блоками детектирования с расширенным диапазоном измерения. Кроме того, АСРК выполняет радиационный контроль выбросов через вентиляционные трубы энергоблоков и спецкорпусов, а также каналов систем безопасности, выполнявшийся в АКРБ автономными системами. Для радиационного контроля теплоносителя первого контура добавлен спектрометрический комплекс СТПК-01.

Нижний уровень АСРК состоит из:

- блоков и устройств детектирования (БД/УД);

- датчиков технологических параметров;

- приводов запорно-регулирующей арматуры и блоков питания;

- исполнительных механизмов управления газодувками;

- устройств сигнализации;

- периферийных процессорных станций (ППС), размещаемых в помещениях энерго­блока;

- локальной сети нижнего уровня (ЛСНУ).

Блоки детектирования каналов непрерывного контроля радиационных параметров, по виду измерений, делятся на:

• блоки детектирования для измерения гамма-излучения;

• блоки детектирования для измерения объемной активности инертных радиоактив­ных газов;

• блоки детектирования для измерения объемной активности аэрозолей;

• блоки детектирования для измерения объемной активности жидких сред;

- блоки детектирования для измерения мощности эквивалентной дозы нейтронного излучения и плотности потока тепловых нейтронов.

Верхний уровень АСРК энергоблока состоит из комплекса технических средств, вклю­чающего:

- субкомплекс рабочей станции, размещаемый на местном щите радиационного контроля энергоблока №1;

- два сервера сбора и передачи информации (ССПИ), установленные в помещениях АЭ408/1, 2;

- субкомплекс рабочей станции, размещаемый на центральном щите радиационного контроля спецкорпуса №1;

- операторские рабочие станции и серверы, установленные в помещении централь­ного щита радиационного контроля спецкорпуса №1.

Субкомплекс рабочей станции предназначен для приёма, обработки, документирова­ния, хранения и представления текущей и архивной информации о ходе технологического процесса.

Сервер сбора и передачи информации предназначен для организации двухканаль­ной магистрали связи, сбора, контроля, передачи и отображения информации, выполнения расчетных и диагностических задач, формирования и накопления параметров в оператив­ной базе данных, а также для последующего вывода обработанных данных в магистраль данных.

Анализатор многоканальный параллельного счета АМП-12 «Пульс-1 А» предназна­чен для одновременного приема по нескольким каналам импульсных сигналов, поступаю­щих от блоков и устройств детектирования УД) ионизирующих излучений в виде последо­вательности статистически распределенных импульсов и измерения скорости счета им­пульсов.

Анализатор предназначен для одновременного приема по нескольким каналам анало­говых сигналов постоянного тока и напряжения от датчиков с унифицированными выходными сигналами и пересчета их в физические величины по каждому каналу измере­ния.

Анализатор производит сравнение текущих измеренных значений с пороговыми уров­нями и вырабатывает электрические сигналы при превышении.

Дозиметр-радиометр МКС-2001 представляет собой стационарный дозиметр-радио-метр с цифровой индикацией показаний и микропроцессорным управлением.

Дозиметр-радиометр с блоком детектирования БДМГ предназначен для измерения мощности эквивалентной дозы гамма-излучения.

Устройство детектирования УДАБ-03П предназначено для измерения объёмной актив­ности радиоактивных аэрозолей, содержащих стронций-90 и иттрий-90, при эксплуа­тации в составе систем радиационного контроля.

Устройство детектирования УДАГ-02П предназначено для измерения объёмной актив­ности паров радиоактивного йода-131 при эксплуатации в составе систем радиацион­ного контроля.

Метод измерения и принцип основаны на отборе проб через фильтрующую ленту и ре­гистрации активности проб.

В УДАБ-03П, УДАГ-02П регистрация активности производится как в процессе отбора проб (совмещенный режим), так и после окончания отбора пробы и вывода её из зоны от­бора (размещенный режим).

АСРК функционирует круглосуточно в следующих режимах:

- режим основной работы - непрерывный контроль радиационных параметров во всех режимах работы энергоблока;

- вспомогательные режимы - регламентная проверка БД/УД, поверка/калибровка изме­рительных каналов.

Переходы между режимами осуществляются дистанционно по команде оператора.

Радиационные параметры измеряются с помощью трактов измерения, которые со­стоят из УД/БД, анализатора многоканального параллельного счета АМП-12 «Пульс-1А», устройства регистрации и отображения, устройства сигнализации. Сбор и обработка изме­ряемых аналоговых сигналов от датчиков, подключенных к АМП-12, заключается в получе­нии сигналов от датчиков, их преобразовании и записи в распределенную базу данных системы.

Сбор и первичная обработка дискретных сигналов заключается в получении и обра­ботке сигналов от датчиков состояния дискретных объектов, записи их в распределенную базу данных системы и формировании событий по их изменению. Анализатор АМП-12 принимает данные датчиков дискретных потенциальных сигналов и типа «сухой контакт».

Анализатор АМП-12 выдает сигналы, параметры которых обеспечивают переключе­ние вентилей пробоотбора типа, управление регулирующей арматурой и управления уст­ройствами оптико-акустических сигналов, табло на панелях БЩУ и РЩУ.

Для обработки дискретных сигналов предусмотрены различные периоды и методы об­работки, обеспечивающие требуемую разрешающую способность фиксации событий. Период сбора быстроизменяющихся дискретных сигналов - не более 100 мс.

Сбор и обработка измеряемых импульсных сигналов от датчиков, подключенных к ана­лизатору АМП-12, заключается в получении сигналов от датчиков, их преобразовании и записи в распределенную базу данных системы и формировании событий по их измене­нию. Система принимает импульсные сигналы от всех типов датчиков ионизирующих излу­чений из комплектов АКРБ-03 с унифицированным выходным сигналом.

В составе прикладного программного обеспечения системы АСРК реализован ряд за­дач, обеспечивающих контроль целостности защитных барьеров на пути распростране­ния радиоактивных веществ в окружающую среду.

Комплекс задач радиационного контроля теплоносителя 1-го контура предназна­чен для оценки герметичности оболочек ТВЭЛов при работе реактора на мощности и в пе­риод расхолаживания.

Комплекс задач радиационного контроля герметичности основного оборудования первого контура в гермооболочке предназначен для выявления в ГО основных источников поступления активности, степени негерметичности оборудования в целом, формирования обобщенных показателей состояния технологических систем и радиационной обстановки в ГО и своевременного оповещения оперативного персонала об изменении радиационной обстановки и появлении течи.

Комплекс задач контроля объёмной активности воды промконтура обеспечивает:

1) контроль объемной активности воды промконтура;

2) контроль поддержания расхода воды промконтура в пробоотборной линии на задан­ном уровне;

3) контроль управления работой оборудования пробоотборной линии;

4) расчет текущего значения объемной активности промконтура;

5) сравнение измеренных и рассчитанных значений параметров РК с заданными гра­ничными уставками;

6) выполнение запросов оператора в дистанционном режиме управления;

7) представление информации о параметрах РК и сигнализации в виде оперативных сообщений и видеокадров на центральном и местном щитах радиационного кон­троля.

Комплекс задач контроля и оценки герметичности первого контура в парогенерато­рах предназначен для определения факта нарушения герметичности пер­вого контура в парогенераторе и определения величины течи и обеспечивает:

Комплекс задач контроля и диагностики герметичности технологического оборудо­вания второго контура предназначен для обеспечения радиационной безопасно­сти персонала АЭС, раннего обнаружения аварии, своевременного сообщения о выбросах и сбросах из машзала, а также для контроля радиационных параметров сетевой воды и обеспечивает:

Комплекс задач радиационного контроля теплоносителя контура САОЗ предназна­чен для радиационного контроля теплоносителя контура САОЗ в трех системах безопасности и обеспечивает выполнение следующих функций:

Кроме контроля целостности защитных барьеров система АСРК обеспечивает об­щий радиационный технологический контроль, реализуемый комплексами прикладного программного обеспечения технологического радиационного контроля.

Комплекс задач радиационного контроля объёмной активности сетевой воды обес­печивает выполнение следующих функций:

1) контроль текущего значения объемной гамма-активности сетевой воды;

2) контроль текущего значения МЭД гамма-излучения от трубопровода сетевой воды;

3) контроль поддержания расхода воды в пробоотборной линии;

4) контроль управления работой оборудования пробоотборной линии

5) расчет текущих значений параметров РК сетевой воды;

6) сравнение измеренных и рассчитанных значений параметров РК с заданными гра­ничными уставками;

7) выполнение запросов оператора в дистанционном режиме управления;

8) представление информации о параметрах РК и сигнализации в виде оперативных сообщений и видеокадров на центральный и местные щиты РК;

9) выдача запросов оператору по ручному управлению запорной арматурой, не входя­щей схему автоматизации.

Комплекс задач радиационного контроля технической воды ответственных потре­бителей группы «А» предназначен для радиационного контроля технической воды ответственных потребителей группы «А».

Комплекс задач контроля активности спецгазоочистки (СГО) предназначен для радиационного кон­троля очистки газов в установках СГО.

Кроме задач радиационного технологического контроля система обеспечивает реше­ние ряда задач радиационного дозиметрического контроля.

Комплексы задач контроля и учета радиационной обстановки в помещениях АЭС предназначены для поддерживания радиационной обстановки в помещениях АЭС в пре­делах требований действующих нормативных документов по радиационной безопасности, своевременного выявления аварийных ситуаций и формирования сообщений оператив­ному персоналу об ухудшении радиационной обстановки и обеспечивают выполнение сле­дующих функций:

1) контроль объемной активности ИРГ в необслуживаемых помещениях и МЭД в об­служиваемых и полуобслуживаемых помещениях;

2) периодический контроль объемной активности аэрозолей и йода в помещениях;

3) периодический контроль загрязненности поверхностей помещения и оборудова­ния;

4) идентификацию помещения (системы) - источника радиоактивных газоаэрозоль­ных выбросов.

5) расчет текущих значений параметров радиационного контроля;

6) сравнение рассчитанных и измеренных значений параметров радиационного кон­троля с заданными граничными уставками;

7) выполнение запросов оператора в дистанционном режиме управления;

8) контроль управления работой оборудования пробоотборных систем;

9) выдачу команд на опрос точек контроля инертных радиоактивных газов с помо­щью запорных вентилей;

10) контроль поддержания расхода газа в пробоотборных системах на заданном уровне.

Информация о радиационной обстановке в помещениях энергоблока представля­ется в удобной для восприятия форме на видеотерминалах операторских рабочих стан­ций. Пример видеокадра системы АСРК приведен на рисунке 33.

Рисунок 33 – Видеокадр системы АСРК