РЪКОВОДСТВА ЗА БЕЗОПАСНОСТ ПО ПРИЛАГАНЕ НА НОРМАТИВНИТЕ ИЗИСКВАНИЯ РЪКОВОДСТВО ИЗВЪРШВАНЕ НА ДЕТЕРМИНИСТИЧНИ ОЦЕНКИ НА БЕЗОПАСНОСТТА РР - 5/2010 ÀÃÅÍÖ

Препис

1 РЪКОВОДСТВА ЗА БЕЗОПАСНОСТ ПО ПРИЛАГАНЕ НА НОРМАТИВНИТЕ ИЗИСКВАНИЯ ИЗВЪРШВАНЕ НА ДЕТЕРМИНИСТИЧНИ ОЦЕНКИ НА БЕЗОПАСНОСТТА РР - 5/2010 ÀÃÅÍÖÈß ÇÀ ßÄÐÅÍÎ ÐÅÃÓËÈÐÀÍÅ BULGARIAN NUCLEAR REGULATORY AGENCY

2 СЪДЪРЖАНИЕ 1. ВЪВЕДЕНИЕ 3 Цел 3 Обхват 3 Структура 4 Оценка на безопасността 4 2. ИНЖЕНЕРНИ АСПЕКТИ 4 Прилагане на концепцията за защита в дълбочина 4 Оценка на функциите на безопасност 5 Прилагане на апробирани проектни решения и експлоатационен опит 6 Оценка на мерките за радиационна защита 6 Защита от външни въздействия 7 Защита от вътрешни въздействия 8 Натоварвания и комбинации от натоварвания 8 Други инженерни аспекти, важни за безопасността 9 3. АНАЛИЗ НА БЕЗОПАСНОСТТА 9 Цел и задачи на анализа на безопасността 9 Детерминистичен и вероятностен анализ 10 Необходими данни ДЕТЕРМИНИСТИЧЕН АНАЛИЗ НА БЕЗОПАСНОСТТА 11 Избор на постулирани изходни събития и категории на състоянията за анализа на безопасността 12 Критерии за приемливост на резултатите 15 Правила и допускания при анализите ТЕРМИНИ ИЗПОЛЗВАНИ ДОКУМЕНТИ 26 2 PP-5

3 1. ВЪВЕДЕНИЕ ОСНОВА 1.1. Чл. 16, т. 3 на Закона за безопасно използване на ядрената енергия (ЗБИЯЕ) [1] изисква лицата, които извършват дейности по използването на ядрената енергия с източници на йонизиращи лъчения и по управлението на радиоактивните отпадъци и отработеното гориво да извършват оценка на ядрената безопасност и радиационната защита на ядрените съоръжения и на източниците на йонизиращи лъчения и да предприемат действия и мерки за повишаването им при отчитане на собствения и международния експлоатационен опит и научните постижения в тази област Наредбата за реда за издаване на лицензии и разрешения за безопасно използване на ядрената енергия [2] определя случаите, за които се изисква заявителят да извърши и представи в АЯР оценка на безопасността на дейностите по използване на ядрената енергия. Специфични изисквания за извършване на оценка на безопасността за отделните дейности по използване на ядрената енергия се съдържат в наредбите по чл. 26, ал. 2 ЗБИЯЕ Наредбата за осигуряване безопасността на ядрените централи [3], Наредбата за осигуряване безопасността при управление на отработено ядрено гориво [4], Наредбата за безопасност при управление на радиоактивните отпадъци [5], Наредбата за осигуряване безопасността на изследователските ядрени инсталации [6] и др В настоящото ръководство са дадени указания за прилагане на нормативно установените изисквания по отношение на използването на детерминистични методи за оценка на безопасността, на основание 6 от преходните и заключителните разпоредби на [3]. ЦЕЛ 1.4. Целта на ръководството е предоставяне на указания за извършване на оценки на безопасността при разработване и проверка на първоначалния проект на ядрени съоръжения, при извършване на промени по смисъла на чл. 15, ал. 4, т. 5 ЗБИЯЕ, както и при провеждане на независима проверка на оценката на безопасността от експлоатиращите организации 1 на съоръжения с нов или съществуващ проект Указанията за извършване на детерминистична оценка на безопасността биха могли да се прилагат и при (периодичен) преглед на безопасността на ядрено съоръжение в експлоатация. ОБХВАТ 1.6. Ръководството се отнася за детерминистични оценки на безопасността, извършвани в процеса на разработване, проверка и преглед на проекта на ядрени съоръжения, за които като правило се изисква прилагането на консервативен подход за анализ. Не са засегнати оценките, извършвани с използването на реалистичен подход за анализ на аварийните последователности, напр. за целите на разработване на аварийни процедури, в подкрепа на вероятностни анализи на безопасността, при анализ на експлоатационни събития, както и при аналитична валидация на процедури за управление на аварии, аварийни планове и тренажори за обучение. 1 организация, която е лицензиант или притежател на разрешение по ЗБИЯЕ PP-5 3

4 1.7. Указанията и препоръките за оценка на безопасността са насочени към ядрени централи (ЯЦ), но биха могли да се използват и за други ядрени съоръжения с прилагане на диференциран подход, при който се извършва преценка по определени критерии на степента на приложимост на специфичните изисквания за отделните съоръжения. Този подход се използва при определяне на обхвата, нивото на детайлност и усилията, които са необходими за извършване на оценката на безопасността за конкретно съоръжение или дейност. Основният фактор, който се отчита при прилагането на диференциран подход към оценката на безопасността, е величината на потенциалната опасност (риск) на съоръжението, свързана с изхвърлянията на радиоактивен материал при нормална експлоатация, потенциалните последствия от очаквани експлоатационни събития и аварии, както и възможността за събития с много ниска вероятност и тежки последствия. Други фактори, които следва да се вземат предвид, са степента на апробираност и сложност на съоръжението Указанията за извършване на детерминистичен анализ като метод за оценка на безопасността, се отнасят основно за ЯЦ, като е обърнато по-голямо внимание на вътрешните изходни събития и преходни процеси, които могат да възникнат в реактора и в други технологични системи на блока. Не се разглеждат детайлно методите за анализ на външни и вътрешни опасности като пожари, наводнения, земетресения, самолетна катастрофа и др. СТРУКТУРА 1.9. В отделни части на ръководството са представени указания по отношение на инженерните аспекти на оценката на безопасността и на детерминистичния анализ на безопасността, включително избора и категоризацията на изходните събития, критериите за приемливост, методите и правилата за анализ, изчислителните средства и представянето и оценката на резултатите от анализите. ОЦЕНКА НА БЕЗОПАСНОСТТА Оценката на безопасността е систематичен процес, който се извършва с цел да се провери и потвърди съответствието на предложен или съществуващ проект на ядрена централа с установените изисквания за безопасност Оценката на безопасността се извършва на основата на данните, получени в резултат на проведен анализ на безопасността, предишния опит от експлоатация, резултатите от спомагателни изследвания и апробираната инженерно-техническа практика Анализът на безопасността се извършва с използване на детерминистични и вероятностни методи, като нивото на безопасност, постигнато с проекта, се обосновава с детерминистични методи. Вероятностните анализи се използват в допълнение към детерминистичните, доколкото вероятностният подход позволява да се проникне в същността на процесите и поведението на ядрените централи. 2. ИНЖЕНЕРНИ АСПЕКТИ ПРИЛАГАНЕ НА КОНЦЕПЦИЯТА ЗА ЗАЩИТА В ДЪЛБОЧИНА 2 1 по-подробна информация за тези фактори е представена в секция 3 на изискванията за безопассност на МААЕ Safety Assessment for Facilities and Activities, GSR Part 4. 2 Концепцията на дълбоко ешелонираната защита по чл. 3 на [3], чл. 5 на [4], чл. 26 на [5], чл. 4 на [6]. 4 PP-5

5 2.1. Оценката на прилагането на концепцията за защита в дълбочина се извършва чрез доказване на съответствието с изискванията за безопасност, потвърдено с пълен анализ на безопасността. С оценката следва да се потвърди, че са отчетени възможните изходни събития на съответните нива на защита в дълбочина и се осигурява изпълнението на фундаменталните (основните) функции на безопасност, определени за съответните съоръжения с наредбите по прилагане на ЗБИЯЕ С оценката на прилагането на концепцията за защита в дълбочина се определя дали са предвидени достатъчно мерки на всяко от нивата на защита, за да се осигури: адресиране и предотвратяване на отклоненията от нормалната експлоатация; откриване и преустановяване на развитието на отклоненията от нормалната експлоатация, които имат отношение към безопасността; контролиране и управление на авариите в границите, установени с проекта (проектните предели); определяне на мерките за смекчаване на последствията от аварии, при които се надхвърлят проектните предели; смекчаване на риска от възможни изхвърляния на радиоактивни вещества С оценката на безопасността се определят необходимите физически бариери, задържащи разпространението на радиоактивни вещества и организационните мерки за защита на бариерите и запазване на тяхната ефективност, както и: функциите на безопасност, които трябва да се изпълняват; потенциалните заплахи за изпълнението на функциите на безопасност; механизмите на възникване на тези заплахи; мерките за предотвратяване възникването на тези механизми; мерки за смекчаване на последствията от неизпълнението на функция на безопасност Специално внимание се обръща на независимостта на всяка от бариерите, както и на вътрешните и външните събития и опасности, които биха могли да повлияят неблагоприятно на повече от една бариера или да предизвикат едновременни откази на системи за безопасност Оценката на безопасността разглежда мерките, предвидени в проекта за откриване на откази или байпас на всяко ниво на защита в дълбочина. Нивата на защита се определят за всички експлоатационни режими (напр. при спряно състояние при отворена херметична конструкция, специфицираните нива на защита се поддържат ефективни през цялото време). ОЦЕНКА НА ФУНКЦИИТЕ НА БЕЗОПАСНОСТ 2.6. Ключов елемент на оценката на безопасността е определянето и оценката на всички функции на безопасност на ЯЦ, включително на инженерните конструкции, системи и компоненти (КСК), физически и природни бариери, вътрешно присъщи характеристики на безопасност, както и човешките действия, необходими за осигуряване на безопасността. При оценката на безопасността се определя дали функциите на безопасност се изпълняват за всички режими на нормална експлоатация (включително пускане и спиране), за всички очаквани преходни режими и за аварийните условия, които е необходимо да се отчитат При оценката на функциите на безопасност се определя дали те ще се изпълняват с достатъчна надеждност, дали оборудването е уязвимо на единични откази и на откази по PP-5 5

6 обща причина и дали КСК, които изпълняват функции на безопасност и бариерите имат осигурени достатъчно резервираност, разнообразие, разделяне, подходяща квалификация. ПРИЛАГАНЕ НА АПРОБИРАНИ ПРОЕКТНИ РЕШЕНИЯ И ЕКСПЛОАТАЦИОНЕН ОПИТ 2.8. При оценката на безопасността се отчита съществуващия експлоатационен опит, за да се осигури, че в проекта са взети под внимание приложимите изводи и извлечените поуки. В процеса на проектиране и оценка на безопасността се прилага обратна връзка от експлоатационния опит на основата на натрупаната информация за експлоатацията В проекта на ЯЦ от еволюционен тип се използват проектни решения на КСК, апробирани в предходни приложения на съществуващи ЯЦ. Където това не е възможно, безопасността се обосновава с използването на резултати от спомагателни изследователски програми или от получения експлоатационен опит в други съответстващи приложения Въз основа на резултатите и изводите от експлоатационния опит, анализа на безопасността и проведените изследвания, се извършва преценка на необходимостта и ползата от подобряване на проекта извън установената практика. При въвеждане на иновационни или неапробирани проектни решения, съответствието с изискванията за безопасност се демонстрира посредством подходяща спомагателна програма за предварително експериментално изпитване и потвърждаване на съответните характеристики. ОЦЕНКА НА МЕРКИТЕ ЗА РАДИАЦИОННА ЗАЩИТА Оценката на мерките за радиационна защита се извършва за всички експлоатационни състояния и аварийни условия. Мерките за радиационна защита при експлоатационни състояния следва да бъдат насочени към постигане на следните цели: (1) поддържане дозите на облъчване на персонала и населението под нормативно установените граници; (2) поддържане дозите на облъчване на разумно достижимото най-ниското ниво Постигането на първата цел се демонстрира чрез сравнение на консервативно пресметнатата еквивалента доза с нормативно установените граници. Извършените в тази връзка пресмятания следва да бъдат верифицирани по отношение на коректността на входните данни и валидността на използваната методология Втората цел (т.нар. принцип ALARA) предполага поддържане дозите на облъчване на разумно достижимото най-ниското ниво с отчитане на икономическите и социалните фактори. Процесът на оптимизиране на радиационната защита включва балансиране на вредите (разходите) и ползите (приноса на безопасността), при което ориентировъчните стойности за облъчването и съответните проектни мерки могат да бъдат заимствани от подобни централи с добра експлоатационна история. При оценката на безопасността се отчитат експлоатационния опит и допълнителните мерки за подобряване на проекта, насочени към намаляване на облъчването на персонала и населението. Тези мерки могат да бъдат както преки (подобрена защита), така и непреки (намаляване на времето за техническо обслужване) Достатъчността на проектните мерки за защита при аварийни условия се оценява чрез сравнение на пресметнатите с анализа на безопасността изхвърляния и/или дози с установените граници. Оценката на безопасността трябва да потвърди, че при проектни аварии не се достигат критериите за взимане на решение за прилагане на неотложни мерки (намеса) за защита на населението по смисъла на Наредбата за аварийно планиране и 6 PP-5

7 аварийна готовност при ядрена и радиационна авария [7]. За надпроектни аварии, оценката на мерките трябва да покаже, че в проекта са отчетени параметрите, необходими за управлението на авариите, както и приложимостта на мерките за защита на населението, които за проекти на нови ЯЦ следва да бъдат ограничени по време и място в съответствие с критериите, посочени в част 3.2 на ръководството. Обосновката на мерките за аварийна готовност, включително координацията между отделните звена и организации, се документира в отчета от анализа на безопасността. ЗАЩИТА ОТ ВЪНШНИ ВЪЗДЕЙСТВИЯ Изборът на външните въздействия (в резултат на събития и опасности), които се разглеждат при оценката на безопасността, зависи от избраната площадка. Характерните за площадката събития и опасности, които се включват в проектните основи, се определят на основата на исторически и физични данни и се изразяват чрез набор от стойности, избрани от общото вероятностно разпределение на всяко събитие в съответствие с установени прагови значения. Когато такава вероятностна оценка не е възможна поради липсата на достоверност на данните, се прилага детерминистичен подход на основата на обвивни критерии и инженерна преценка. Такъв подход се прилага и при съвместното разглеждане на мерките за безопасност и мерките за сигурност, например при защита от падане на голям пътнически самолет КСК, за които се изисква изпълнение на фундаментални функции на безопасност, се проектират да издържат натоварванията, предизвикани от външните въздействия, включени в проектните основи и да изпълняват функциите си по време на и след въздействията. За целта се предвиждат съответни мерки в конструктивните проекти, както и резервираност и физическо и териториално разделяне С оценката на безопасността трябва да се демонстрира балансиран проект, при който приносът на външните въздействия към общия риск на централата е съизмерим с приноса на събитията от вътрешен произход. При това трябва да се покаже, че външните събития с честота незначително превишаваща тази на проектните (външни) събития, не водят до прекомерно утежняване на последствията Външните въздействия, които типично се разглеждат в проекта на ЯЦ, са специфицирани в чл. 13 на [3]. По отношение на екстремните климатични условия, се определят проектни събития за различните условия, като например: Екстремни температури на въздуха; Екстремни температури на охлаждащата вода и заледяване; Екстремно натоварване от вятър; Екстремни валежи и снеговалежи; Екстремни количества водорасли В проектните основи се отчитат комбинации на екстремни климатични условия, чиято едновременна поява е разумно допустима С помощта на изпитвания, експерименти или инженерни анализи трябва да бъде показано, че: Конструкциите на ЯЦ издържат натоварванията, причинени от външните въздействия, без да се предизвикват откази на системи и компоненти, необходими 1 Англ. cliff-edge effect PP-5 7

8 за довеждане и поддържане на централата в състояние на гарантирано изпълнение на фундаменталните функции на безопасност за продължителен период от време; Системите за безопасност са способни да изпълняват функциите си при всички условия, специфицирани в проектните основи (напр. температури на въздуха, водата и др.). ЗАЩИТА ОТ ВЪТРЕШНИ ВЪЗДЕЙСТВИЯ В проекта на конструкциите и компонентите, важни за безопасността се отчитат специфичните натоварвания и условията на околната среда (температура, налягане, влажност, радиация), предизвикани от вътрешни събития и опасности, съгласно чл. 12, ал. 4 на [3] Оценката на безопасността трябва да потвърди, че са отчетени в достатъчна степен ефектите, причинени от разрушаване на тръбопроводи, като въздействия на реактивни сили, камшични удари, сили на взаимодействие, ударни вълни, повишено налягане, влажност, температура, радиация върху компонентите, строителните конструкции, електрическото оборудване и контролно-измервателните прибори. По-специално, трябва да се покаже, че: Силите на взаимодействие са взети предвид в проекта на класифицираното оборудване, неговите опори и свързаните строителни конструкции; Компонентите, важни за безопасността и техните вътрешни устройства са проектирани да издържат възможните въздействията на ударни вълни и водни струи; Повишаването на налягането е отчетено в проекта на строителните конструкции, важни за безопасността, като херметичната конструкция Извършва се анализ на опасността от вътрешно наводнение в помещенията на централата с отчитане на следните потенциални изходни събития: разкъсвания и изтичания от компоненти под налягане, наводнение от съседни помещения, лъжливо сработване на система за пожарогасене, препълване на резервоари, отказ на изолиращи устройства. НАТОВАРВАНИЯ И КОМБИНАЦИИ ОТ НАТОВАРВАНИЯ При отчитането на натоварванията върху КСК в резултат от експлоатационните състояния и проектните аварии, включително от външните и вътрешните въздействия, съществена част от оценката на безопасността е определянето на: Съответстващите натоварвания и комбинации на натоварвания за конструкциите и компонентите с клас по безопасност; Очакваната честота на поява на всяко от натоварванията и комбинациите на натоварвания; Напреженията и деформациите в конструкциите и компонентите с присвоен клас на безопасност за определените натоварвания и комбинации на натоварвания; Индивидуалната и кумулативната деградация на конструкциите и компонентите с отчитане на възможните механизми като пластична деформация, умора, стареене и тяхното потенциално взаимодействие Наборът от натоварвания и комбинации на натоварвания трябва да бъде пълен и да съответства на допусканията на анализа на безопасността. Очакваната честота на поява, заедно с общия брой на очакваните преходни процеси през времето на експлоатация, се оценяват с използване на наличните документирани данни, експлоатационен опит, изискванията на експлоатиращата организация и характеристиките на площадката. 8 PP-5

9 ДРУГИ ИНЖЕНЕРНИ АСПЕКТИ, ВАЖНИ ЗА БЕЗОПАСНОСТТА С оценката на безопасността се определя дали е изградена и приложена подходяща система за класификация на КСК в съответствие с изискванията по чл. 15 на [3], както и дали в проекта са отчетени следните инженерни аспекти: Използваните материали са подходящи за целта по отношение на специфицираните стандарти и предвид условията, които възникват в резултат на отчетените в проекта експлоатационни състояния и аварийни режими; Оборудването, подлежащо на квалификация, е квалифицирано в достатъчна степен да изпълнява функциите си на безопасност в условията на експлоатационните състояния и след авариите, отчетените в проекта; Приложен е принципа на безопасен отказ, където е възможно или са предвидени средства за откриване на отказите; Ефектите от процесите на стареене и износване, както и лимитиращите срока на експлоатация фактори, като кумулативна умора, окрехкостяване, корозия и др.; Необходимите процедури и мерки за действията на персонала при нормална експлоатация, при отклонения от пределите и условията за експлоатация, при очаквани експлоатационни събития и при аварии са налице и осигуряват адекватно ниво на безопасност; Изискванията за човешкия фактор, включително ергономията на проекта, взаимодействието човек-машина, където са необходими действия на персонала, както и предвидените дейности по извеждане от експлоатация; Минималното количество оперативен персонал, необходим за поддържане на безопасната експлоатация, както и аспектите на културата на безопасност за ЯЦ в експлоатация. 3. АНАЛИЗ НА БЕЗОПАСНОСТТА 3.1. Анализът на безопасността е метод за оценка, с помощта на който се демонстрира как изискванията за безопасност, включително по отношение осигуряването целостта на бариерите, се изпълняват за изходните събития при експлоатационни състояния и аварийни условия Анализът на безопасността има за цел да установи и потвърди с помощта на подходящи аналитични средства проектните основи и проектните решения, с които се осигурява непревишаването на установените граници на дозите на населението при всички категории на състоянията на ЯЦ по чл. 12, ал. 1 на [3]. Оценката на инженерните аспекти, важни за безопасността по част 2.1 от ръководството и анализът на безопасността се извършват паралелно Входните данни за проектирането и използваните математически модели на ЯЦ, които са основата на анализа на безопасността, се поддържат в актуално състояние в процеса на проектиране, по време на експлоатационния срок и на извеждането й от експлоатация. В процеса на актуализация се включва наличната нова информация, използват се усъвършенствани методи и средства за анализ и се оценяват измененията в проекта и експлоатационните процедури. ЦЕЛ И ЗАДАЧИ НА АНАЛИЗА НА БЕЗОПАСНОСТТА PP-5 9

10 3.4. Анализът на безопасността има за цел да покаже поведението на ЯЦ при широк спектър от експлоатационни условия, при постулирани изходни събития (ПИС) и други обстоятелства, за да се получи по-пълно разбиране за очакваното поведение на блока и да се демонстрира възможността за поддържането му в безопасни режими на експлоатация, установени с проекта С анализа на безопасността се идентифицират потенциални слабости на проекта, оценяват се предложени изменения в проекта и се потвърждава изпълнението на изискванията и критериите за безопасност. Анализите подпомагат разкриването на изходни събития или състояния, които не са били разгледани в достатъчна степен в началните етапи на проектиране Анализът на безопасността се използва в поддръжка на безопасната експлоатация като важно средство за определяне и потвърждаване на пределите и условията за експлоатация, включително на запаса до стойностите на параметрите за сработване на системите за безопасност, за валидиране на инструкциите за нормална експлоатация, изискванията за техническо обслужване и контрол и аварийните процедури и ръководства Анализът на безопасността се използва в подкрепа на процеса на взимане на решения, доколкото възникват нови технически въпроси по време на експлоатацията на ЯЦ и следователно е необходимо първоначалният анализ на безопасността и възможностите за повторното му извършване, частично или изцяло, да се поддържат през целия срок на експлоатация С анализа на безопасността се оценява дали: се осигурява достатъчна защита в дълбочина и запазване на нивата на защита; КСК издържат физическите условия и условията на околната среда, на които са подложени; се отчитат достатъчно аспектите на човешкия фактор и човешкото поведение; са идентифицирани, наблюдавани и управлявани механизмите на стареене, които биха могли да понижат надеждността на КСК през срока на експлоатация на блока Анализът на безопасността се изпълнява в пълен обем с достатъчна точност и качество така, че да създава увереност на проектанта, експлоатиращата организация, регулиращия орган и обществеността в безопасността на проекта. ДЕТЕРМИНИСТИЧЕН И ВЕРОЯТНОСТЕН АНАЛИЗ В съответствие с изискванията на [3], анализът на безопасността се извършва с детерминистични и вероятностни методи, които се разглеждат като взаимно допълващи се Доколкото целта на детерминистичния анализ е определяне на поведението на блока за предварително специфицирани експлоатационни състояния и аварийни условия и преценяване по определени правила на достатъчността на проектните мерки, при вероятностните анализи на безопасността (ВАБ) се определят сценариите, които допринасят съществено за риска и се преценява до каква степен е балансиран проекта на цялостната конфигурация на системите и се изпълняват вероятностните критерии. 1 Също така, анализът на безопасността може да изяви липсата на необходимост от отчитане на отделни ПИС, критерии за приемливост и други аспекти, които не влияят на безопасността поради изключително ниската им честота на поява, несъществена условна вероятност или минимално въздействие на потенциалните последствия. 10 PP-5

11 3.12. Резултатите, изводите и разбирането за проекта, получени от детерминистичните и вероятностните анализи, се използват в процеса на взимане на решения. Когато резултатите и изводите не са съвместими, решенията се взимат поотделно за всеки конкретен случай. НЕОБХОДИМИ ДАННИ Процесът на анализ на безопасността се извършва на основата на пълни и точни данни за проекта на ЯЦ, които включват данни за КСК и за характеристиките на площадката. За целта е необходимо проектът на ЯЦ да бъде пълно документиран и документацията да се поддържа в актуално състояние За ЯЦ в експлоатация, анализът на безопасността, използван например при изменения в проекта, се извършва с използване на специфични за блока експлоатационни данни, включително за дозите на персонала и изхвърлянията на радиоактивни вещества при нормална експлоатация. Събраните данни за КСК включват стойности на параметрите при нормална експлоатация, като температури, налягания, нива и разходи на флуиди, както и развитието на параметрите във времето при експлоатационни събития. Експлоатационните данни включват и информация за работата на компонентите и системите, честоти на изходни събития, вид и честота на отказите, неразполагаемост на системите при техническо обслужване и изпитване и време за възстановяване и ремонт на компоненти и системи За ЯЦ в процес на проектиране, се използват обобщени данни за експлоатиращи се ЯЦ с подобен проект или резултати от изследвания и експериментални изпитвания. След въвеждане на ЯЦ в експлоатация, обобщените данни постепенно се адаптират към специфичните за блока данни, получени в резултат на собствения експлоатационен опит, техническо поддържане, ремонт и инспектиране При анализа на безопасността се отчитат всички източници на радиоактивни материали активната зона, облъченото гориво, радиоактивните отпадъци. 4. ДЕТЕРМИНИСТИЧЕН АНАЛИЗ НА БЕЗОПАСНОСТТА 4.1. С детерминистичните анализи на безопасността се определя поведението на ЯЦ при ПИС, като се прилагат специфични правила и критерии за приемливост. Анализите са насочени към неутронни, термо-хидравлични, радиологични, термо-механични и структурни аспекти, които най-често се анализират с различни компютърни програми. Пресмятанията се извършват за предварително определен набор от експлоатационни състояния и аварийни условия на ЯЦ, включително стационарни състояния и преходни процеси при нормална експлоатация, очаквани експлоатационни събития, проектни аварии, надпроектни аварии без значително повреждане на активната зона, като част от разширените проектни основи, както и тежки аварии. Резултатите от пресмятанията са пространствено-времеви зависимости на физически променливи 1 или дози на персонала и населението в случаите на оценка на радиологичните последствия Детерминистичните анализи, извършвани при проектиране или изменения на проекта, са консервативни по характер. Това се постига чрез итеративен процес на етапа на проектиране, при който за всяка група изходни събития или аварийни последователности се 1 Като неутронен поток, топлинна мощност на реактора, налягане, температура, разход и скорост на топлоносителя, напрежения в структурните материали, физичен и химичен състав, концентрации на радионуклиди и др. PP-5 11

12 определя граничния случай (случаи) по отношение на минимален запас до критериите за приемливост. При определянето на граничния случай се отчитат зависимите откази, причинени от изходното събитие (вътрешно или външно), независим от изходното събитие единичен отказ 1, както и набор от консервативни допускания за началните и граничните условия. Анализите трябва да обхващат всички състояния и нива на мощност на ЯЦ Определят се крайните състояния на ЯЦ, при достигането на които се прекратяват анализите на безопасността. Възприети са следните 3 крайни състояния: Контролирано състояние, определено като междинно състояние, достигнато само с автоматичните действия на системите, при което бързият преходен процес е приключил и блока е стабилизиран; Безопасно спряно състояние след проектни аварии; Крайно състояние за надпроектни аварии Крайните състояния се определят за всички нива на мощност и за спряно състояние. ИЗБОР НА ПОСТУЛИРАНИ ИЗХОДНИ СЪБИТИЯ И КАТЕГОРИИ НА СЪСТОЯНИЯТА ЗА АНАЛИЗА НА БЕЗОПАСНОСТТА 4.5. Терминът ПИС се отнася за събитие, включително операторска грешка или отказ на оборудване или външна или вътрешна опасност, които пряко или непряко водят до нарушаване на една или повече функции на безопасност. Списъкът на избраните изходни събития за анализ на безопасността трябва да бъде изчерпателен и да покрива всички правдоподобни откази на компоненти и системи и човешки грешки, които могат да се случат, включително при стационарни състояния и преходни режими Списъкът от специфични за блока ПИС се определя по систематичен начин с използването на структуриран подход 2, който се препоръчва да обхваща следните стъпки: Идентифициране на всички механизми за отказ на бариерите; Определяне на всички физически процеси, които могат да инициират механизмите на отказ на бариерите; Групиране на тези процеси по феноменология; Определяне на сценарии за всяка от горните групи; Постулиране на изходни събития, които водят до тези сценарии; Определяне на първопричината вътрешни събития, външни събития Всички ПИС се определят количествено чрез тяхната честота на поява. Събития с много ниска честота или малки последствия се включват първоначално в процеса на скрийнинг, където е възможно някои събития да бъдат изключени. Изключването от анализ на изходни събития се извършва, когато това е напълно обосновано и причините съответно документирани. Списъкът на ПИС се преразглежда в хода на проектиране и оценка на безопасността и се включва в итеративния процес на тези дейности. 1 Съгласно чл. 19, ал. 2, т. 4 на [3] 2 Такъв подход може да включва: - използване на аналитични методи като Анализ на вида и ефекта на отказите (англ. FMEA - failure mode, effect analysis), Анализ на опасностите и отказите (англ. HAZOP - hazard and operability analysis), Главна логическа диаграма (англ. master logic diagrams); - сравнение със списъци на ПИС, разработени за анализ на безопасността на подобни блокове (въпреки, че този метод не трябва да се прилага самостоятелно, доколкото могат да се разпространят предишни грешки); - Анализ на данните от експлоатационния опит на подобни блокове. 12 PP-5

13 4.8. В съответствие с чл. 12, ал. 1 на [3], ПИС се групират в 4 категории на състоянията на ЯЦ в зависимост от очакваната честота на поява за календарна година. Категориите обхващат стационарни състояния и преходни процеси при нормална експлоатация, очаквани експлоатационни събития и проектни аварии. Примерен списък на ПИС и категоризация на състоянията на ЯЦ, които се отчитат при анализа на безопасността, е определен в приложението към същата наредба За ограничаване броя на компютърните изчисления, ПИС могат допълнително да се групират в зависимост от влиянието им върху изпълнението на функциите на безопасност. В този случай, някои от групите събития могат бъдат следните: Увеличаване или намаляване на топлоотвеждането от системата на контура на топлоносителя на реактора; Увеличаване или намаляване на разхода в системата на контура на топлоносителя на реактора; Изменения на реактивността и енергоразпределението; Увеличаване или намаляване на количеството топлоносител; Освобождаване на радиоактивни материали от подсистема или компонент От всяка група събития се избират достатъчен брой гранични (обхващащи) сценарии, които застрашават в най-голяма степен изпълнението на съответните критерии за приемливост и са гранични по отношение на работните параметри на КСК, важни за безопасността. Може да се наложи разглеждането на допълнителни аварийни последователности, като очаквани преходни процеси с несработване на аварийната защита При пресмятането на възможно освобождаване на радиоактивни вещества в околната среда, също може да бъде подходящо използването на отделно групиране на аварийните последователности. Целта е да се определят последователностите, при които бариерите, напр. херметичната конструкция, не са ефективни и да се предвиди провеждането на анализи на тези последователности. Примери за такива сценарии са скъсване на тръбички на парогенератор, изтичане от топлоносител извън херметичния обем, както и откази в спряно състояние при отворена херметична конструкция В проекта се отчитат и правдоподобни комбинации на индивидуални събития, включително на вътрешни и външни опасности, които могат да доведат до очаквани експлоатационни събития или проектни аварии. При избора на комбинациите на събития могат да се използват вероятностни методи и инженерна преценка В допълнение към анализите на ПИС, се оценява поведението на блока при комплексни последователности, свързани с множествени откази на оборудване, както и при тежки аварии. Аварийните последователности, които могат да доведат до множествени откази или тежки аварии се идентифицират с използването на комбинация от детерминистични и вероятностни методи и добре обоснована инженерна преценка. Към избраните аварийни последователности на ПИС и доминиращи аварийни последователности, определени с ВАБ, се добавят допълнителни откази (включително откази на системи за безопасност) или погрешни операторски действия За нови ЯЦ, аварийните последователности, които могат да доведат до множествени откази, се отчитат в проектните основи и техният избор се извършва в процеса на проектиране с използване на резултатите от предварителния ВАБ. PP-5 13

14 4.15. За съществуващи ЯЦ състоянията с множествени откази обикновено са категоризирани като надпроектни аварии без значително повреждане на активната зона и се разглеждат като част от разширените проектни основи в съответствие с чл. 14 на [3]. За тези случаи резултатите от специфичния за блока ВАБ се използват при оценката на достатъчността на планираните мерки за повишаване на безопасността Състоянията с множествени откази типично включват аварийни последователности като: Очаквани преходни процеси с несработване на аварийната защита (англ. ATWS), ако не са отчетени в проекта като проектни аварии; Пълна загуба на ел. захранване (загуба на външно захранване плюс загуба на основните източници на аварийно променливотоково захранване) 1 ; За реактори с вода под налягане, разкъсване на главен паропровод с последващи скъсвания на топлообменни тръби на парогенератор; Аварии с байпас на херметичната конструкция, включително скъсване на голям брой топлообменни тръби на парогенератор при реактори с вода под налягане; Загуба на охлаждане на активната зона в режим на отвеждане на остатъчното топлоотделяне; Пълна загуба на системата за охлаждане на басейна за отлежаване на касетите и т.н В процеса на анализ на безопасността се разглеждат и много малко вероятни аварии със значително повреждане на активната зона (тежки аварии), които имат потенциал за значителни изхвърляния на радиоактивни вещества в околната среда, т.е. с тежки последствия. Най-точният начин за определяне на последователностите, водещи до тежка авария, е чрез използване на резултатите от ВАБ ниво-1. Определянето на представителните или граничните аварийни последователности е възможно и когато е налице задълбочено разбиране на физическите явления и процеси (феноменологията), съпътстващи тежката авария, когато са известни запасите по безопасност на проекта и оставащите в резерв системи при проектни аварии В проекта на нови ЯЦ се предвиждат мерки за предотвратяване ( практическо изключване ) на тежки аварии, които могат да доведат до големи или ранни изхвърляния на радиоактивни вещества в околната среда, включително аварии със стопяване на зоната при високо налягане, ако те не могат да се изключат като физически невъзможни. Всяка представителна или гранична аварийна последователност се оценява самостоятелно за целите на практическото й изключване и предотвратяването й се демонстрира преди всичко с детерминистични аргументи допълнени с вероятностни, където е подходящо, както и с отчитане на неопределеностите, дължащи се на ограничените познания за някои физически явления. От съществено значение е фактът, че практическото изключване на аварийни последователности не може да се обосновава единствено с много ниската честота на поява под определена прагова стойност За другите случаи тежки аварии, включително със стопяване на активната зона при ниско налягане, е необходимо да се извърши анализ на последствията и да се демонстрира изпълнението на критериите за приемливост на резултатите, указани в ръководството, както и на изискванията, посочени в наредбите по прилагане на ЗБИЯЕ. 1 При анализиране на аварията като част от разширените проектни основи, може да се отчита работоспособността на диверсифицирани източници на вътрешно захранване. 14 PP-5

15 4.20. За ЯЦ в експлоатация е необходимо да се покаже, че аварийните последователности, водещи до тежка авария, са с много ниска честота. Произтичащите от анализите мерки за повишаване на безопасността се оценяват и планират за реализация, доколкото са практически осъществими. КРИТЕРИИ ЗА ПРИЕМЛИВОСТ НА РЕЗУЛТАТИТЕ Основните критерии за приемливост на резултатите от детерминистичните анализи на безопасността представляват количествени ограничения на определени пресметнати параметри или качествено изразени изисквания, условия или гранични стойности, установени по отношение на резултатите от анализите. Основните критерии за приемливост на резултатите от анализите на безопасността на ЯЦ в експлоатационни състояния и при аварийни условия са нормативно определени в наредбите по прилагане на ЗБИЯЕ За демонстриране безопасността на ЯЦ следва да бъдат изпълнени следните основни критерии за приемливост: Поддържане на годишните индивидуални ефективни дози от вътрешно и външно облъчване на населението във всички експлоатационни състояния и при аварийни условия в установените граници и на разумно достижимото най-ниско ниво чрез прилагане на мерки за смекчаване на радиологичните последствия; Поддържане целостта на бариерите по пътя на разпространение на йонизиращите лъчения (горивна таблетка, обвивката на топлоотделящия елемент, границите на контура на топлоносителя на реактора и херметичната конструкция на реакторната инсталация) в зависимост от категорията на състоянието на ЯЦ, включително аварии, за които се изисква тяхната цялост; Осигуряване изпълнението на предвидените функции на безопасност от системите и действията на персонала при аварии, при които това се изисква; практическо изключване на голямо 1 или ранно 2 изхвърляне на радиоактивни вещества в околната среда при аварии посредством предвидени технически мерки в проекта на нови ЯЦ В допълнение към основните критерии за приемливост, се определят специфични технически критерии за приемливост (наричани още производни критерии) с цел осигуряването на защитата в дълбочина и потвърждаването на достатъчността на запасите до основните критерии. Стойностите на производните критерии за отделните физически процеси се определят така, че непревишаването им да осигури запас до пределите за цялост на отделните физически бариери. Примери за производни критерии са температурите на обвивките на топлоотделящите параметри, стойността на запаса до кризис на топлообмена, нарастването на енталпията на горивните таблетки и др За всички експлоатационни състояния и аварийни условия се определят радиологични и технически критерии за приемливост така, че събитията с по-голяма честота да са без или с минимални радиологични последствия, а събитията с тежки последствия, да бъдат с много ниска честота на поява При определянето на техническите критерии за приемливост на анализите на състояния от категории 1-4, се взима предвид следното: 1 Състояние, при което се достигат нивата на намеса, но защитните мерки не могат да бъдат ограничени по площ и време 2 Състояние, при което се достигат нивата на намеса, но няма достатъчно време за прилагане на защитните мерки PP-5 15

16 При състояния от категории 1 и 2 е необходимо да се демонстрира запазване на целостта на обвивките на топлоотделящите елементи, като за целта се определя гранична стойност за запаса до кризис на топлообмена, както и критерий по отношение на взаимодействието на горивните таблетки с обвивката; Критериите за оценка на приемливостта на последствията от аварии с въвеждане на реактивност от категория 4, включително максималната специфична енергия, освободена в горивото, се обосновават на основата на специфични аналитични и експериментални изследвания с отчитане на точните характеристики на горивото и съответните дълбочини на изгаряне; При анализа на аварии със загуба на топлоносител от категории 3 и 4 са приложими критериите за приемливост по чл. 20, т. 2 на [3], като едновременно с това е необходимо да се покаже възможността за дълговременно охлаждане на активната зона и предотвратяване на условия, които биха могли да доведат до увеличаване на повредите на горивото. Допълнително се обосновават технически критерии за приемливост, свързани с: Максималния брой на горивните касети, които биха могли да достигнат до кризис на топлообмена при състояния от категории 3 и 4; Максималната температура на обвивките на топлоотделящите елементи при бързи преходни процеси, от гледна точка на възможно окрехкостяване на метала, както и стопяване на обвивките при състояния от категории 3 и 4; Изискванията за поддържане на подкритичност при спряно състояние на блока, отнасящи се до аварийни условия, които могат да възникнат в това състояние За демонстриране целостта на бариерите при аварийни състояния с множествени откази (надпроектни аварии без значително повреждане на активната зона), разглеждани като част от разширените проектни основи на ЯЦ, се прилагат радиологичните критерии за приемливост на анализите на проектни аварии от категория При анализи на очаквани преходни режими с несработване на системата за аварийно спиране на реактора, когато те не са разгледани като състояния от категория 4, максималното налягане в контура на топлоносителя и във втори контур се счита за приемливо, ако не превишава 1.3 пъти съответното проектно налягане при всяка една конфигурация на активната зона За нови ЯЦ, радиологичните последствия от надпроектни аварии без значително повреждане на активната зона, включително последствията при байпас на херметичната конструкция, могат да се считат за приемливи, ако не се налага прилагането на мерки за защита на населението (укриване и евакуация) в непосредствена близост до границата на площадката на ЯЦ Както е указано в чл на ръководството, големи или ранни изхвърляния на радиоактивни вещества в околната среда в резултат на тежки аварии на нови ЯЦ, включително със стопяване на зоната при високо налягане, се предотвратяват, като в проекта се предвиждат мерки за практическото им изключване. За другите случаи на тежки аварии, включително със стопяване на активната зона при ниско налягане, е необходимо да се демонстрира отсъствието на необходимост от постоянно преселване, евакуация на населението и продължително ограничение на консумацията на храни от населението. При това, необходимите мерки за укриване и за защита на органите за дишане и кожата трябва да бъдат ограничени по време. 16 PP-5

17 4.30. За съществуващи ЯЦ, посочените по-горе критерии би следвало да се разглеждат като референтни при определянето на разумно изпълними мерки за повишаване на безопасността. С анализите на избраните надпроектни, включително тежки аварии, извършени с отчитане на реализираните мерки за управление, се демонстрира изпълнението на локализиращата функция на херметичната конструкция и по-специално на следните изисквания: Възможност за изолиране на херметичната конструкция, включително при тежки аварии в състояния с отворена херметична конструкция 1. Когато аварията е свързана с байпас на херметичната конструкция, се предприемат мерки за смекчаване на последствията; Възможност за управление на налягането, температурата и концентрацията на възпламеними газове в херметичния обем по време на тежка авария; Възможност за поддържане херметичността на конструкцията за обоснован период от време след тежка авария; Предотвратяване на сценариите, водещи до стопяване на активната зона при високо налягане; Предотвратяване или смекчаване на последствията от деградация на херметичната конструкция, причинена от стопено гориво. ПРАВИЛА И ДОПУСКАНИЯ ПРИ АНАЛИЗИТЕ Анализите на безопасността се извършват в съответствие със специално разработени методики, където се определят началните и граничните условия, приложимите критерии за приемливост на резултатите, както и допусканията по отношение на разполагаемостта на системите и компонентите, операторските действия и др При анализите на проектни състояния от категории 1-4 се прилага консервативен подход, при който за всички необходими за анализа параметри се определят стойности с неблагоприятно влияние по отношение на специфичните критерии за приемливост. Подходът при анализите на надпроектни аварии може да бъде с по-ниска степен на консервативност по отношение напр. на допусканията при пресмятанията, но не и на критериите за приемливост на резултатите При традиционните консервативни анализи се избират неблагоприятни стойности за характеризиране както на състоянието на блока (разполагаемост на системите и начални и гранични условия), така и на физическите модели на компютърните програми. Използването на комбинация от компютърни програми, разработени за най-добра оценка 2 с консервативно определени допускания за разполагаемост и входни данни, също се счита за прилагане на консервативен подход при анализите. И при двете опции обаче е необходимо да се покаже, че пресметнатите резултати са консервативни за всяко приложение Предвиждането на поведението на КСК като част от анализа на безопасността, е свързано с неопределености, произтичащи от неточностите в данните. Следователно е необходимо неопределеностите да бъдат характеризирани по отношение на техния източник, същност и степен и да бъдат взети предвид в резултатите от анализите. Неопределеностите, които могат да повлияят на резултатите от анализите и на решенията, които се взимат на тази основа, се оценяват чрез анализ на неопределеностите и анализ на чувствителността. Анализът на неопределеностите се отнася до статистически комбинации и предаването на 1 За тези състояния следва да се покаже възможността за възстановяване на херметичността на конструкцията в обоснован период от време или да се приложат компенсиращи мерки със същия ефект. 2 Англ. best estimate PP-5 17

18 неопределеностите в данните, докато с анализа на чувствителността се оценява чувствителността на резултатите към изменения в допусканията за параметрите, сценариите, моделите. Термо-хидравлични анализи на проектни и надпроектни аварии Началните условия за анализите са определените в допусканията параметри на блока в началния момент на анализирания преходен процес. Примери за такива параметри са мощността на реактора, енергоразпределението, налягане, температура и разход в контура на топлоносителя и др Граничните условия за анализа са определените в допусканията стойности на параметрите по време на развитието на преходния процес, като стойностите на параметрите за сработване на системите за безопасност, водещи до изменение на разход на флуиди, електрическо захранване, поглътители на маса и енергия и други параметри по време на преходния процес За целите на консервативните пресмятания, с началните и граничните условия се определят стойности, които водят до неблагоприятни резултати по отношение на критериите за приемливост, но определен набор от консервативни начални и гранични условия не води до консервативни резултати за всеки пресметнат параметър. За тази цел консервативните отклонения се определят за всяко начално и гранично условие в зависимост от спецификата на преходния процес и съответните критерии за приемливост При определянето на разполагаемостта на компонентите и системите, при консервативните анализи се отчита критерия на единичния отказ, като отказът се допуска в компонента или системата с най-неблагоприятен ефект за пресмятания параметър. Единичен отказ на пасивен компонент може да не се прилага в случаите, когато е обосновано, че такъв отказ е много малко вероятен и че работоспособността на компонента не е засегната от изходното събитие Всички зависими откази и откази по обща причина, в следствие на ПИС, също се включват в анализа допълнително към единичния отказ. При прилагането на допусканията за разполагаемост на системите за безопасност се отчита такава степен на работоспособност, която оказва най-неблагоприятно влияние върху развитието на изходното събитие. Отчита се и неработоспособност на системи и компоненти в следствие на техническо обслужване и ремонт по време на експлоатация, когато такова изискване е заложено в проекта При анализ на изходни събития от категории 3 и 4 се отчита загуба на външно ел. захранване в случаите, когато това води до отрицателен ефект по отношение на запаса до критерия за приемливост. Допускането се налага в момент следващ появата на изходното събитие По същия начин се допуска отказ на оборудването, което не е квалифицирано за специфичните условия на аварията, освен ако продължителната му работа води до понеблагоприятни условия. Неработоспособността на системите за управление и контрол и закъсненията при задействането на системите за безопасност се преценяват аналогично В анализите, извършвани при проектиране, допускането за извършване на ръчни операторки действия от блочния пулт за управление, с които се ограничава развитието на проектната авария, се прилага най-рано 30 минути след като първоначалната информация за аварията е била налична на оператора. По отношение на допусканията за ръчни действия от 18 PP-5

19 други пултове за управление, те се прилагат най-рано 1 час след началото на аварията. По изключение допусканията за ръчни действия могат да се прилагат по-рано при положение, че времето за действие е консервативно определено и напълно обосновано За разлика от анализите на проектни аварии, при анализите на последствията от надпроектни, включително тежки аварии, могат да се използват реалистични методи и средства за анализ като се извършва и оценка на неопределеностите При оценката на състояния с множествени откази може да се отчита работоспособността на всички системи, освен на тези, които участват в постулираната комбинация на откази. За системите, необходими за достигане на крайното състояние на анализа, не се прилагат допускания за допълнителни откази и неработоспособно оборудване в резултат на техническо обслужване и ремонт При анализите на тежки аварии, извършвани в процеса на проектиране, се прилагат допускания за допълнителни откази на оборудване, които водят до значително повреждане на активната зона. Примери за такива сценарии са: Загуба на външно ел. захранване с неработоспособност на всички дизелгенератори, включително на диверсифицираните източници на вътрешно захранване; Пълна загуба на питателна вода комбинирана с откази, водещи до невъзможност за запълване и изпразване на контура на топлоносителя; Изтичане на топлоносител през тръбопровод с малък диаметър комбинирано с пълен отказ на системите за аварийно отвеждане на топлина от активната зона; Изтичане на топлоносител през тръбопровод с диаметър не по-голям от диаметъра на линията към компенсатора на налягане комбинирано с пълен отказ на системите за аварийно отвеждане на топлина от активната зона Наличието на неопределености при някои явления, характерни за тежките аварии, изискват да се отчете развитието на различни сценарии и да се извърши анализ на чувствителността При прилагане на концепцията за предотвратяване на детонация на водород в херметичния обем, натоварванията по вътрешната херметична конструкция, които биха се получили при възпламеняване на водород се дължат на локални динамични ефекти в резултат на явления като бърза дефлаграция или последователности с преминаване на дефлаграцията в детонация. За вътрешната херметична конструкция е необходимо да се покаже, че с отчитане на мерките за смекчаване на надпроектна авария при всеки един от сценариите, натоварванията, причинени от адиабатно, изохорно и пълно възпламеняване на водород не превишават проектното налягане във всеки един момент. Анализ на радиологичните последствия За извършване на анализ на радиологичните последствия при нормална експлоатация и при аварийни условия на ЯЦ, е необходимо да се оценят: източниците на (радио)активност; радионуклидния състав и количествата радионуклиди; механизмите на пренос на радиоактивност през бариерите и освобождаването в околната среда, както и пътищата на облъчване на населението. PP-5 19

20 4.49. Оценката на количествата радиоактивни вещества 1, отделени при нормална експлоатация, включва всички течни и газообразни радионуклиди със съществен принос при формиране на дозите на населението, като продукти на корозия и на делене При аварийни условия, оценката на отделените количества радиоактивни вещества включва определяне на поведението им и на механизмите на пренос на отделните видове вещества, задържането им в херметичната конструкция, освобождаването им във външната херметична конструкция, ако е предвидена такава и последващото им освобождаване в атмосферата Оценката на количествата радиоактивни вещества, отделени в херметичния обем при проектни аварии, се извършва поотделно за всяка последователност, за която събитията и явленията, влияещи на изхвърлянията, протичат по различен начин. Примери за такива последователности са: Последователности с бързо въвеждане на реактивност, което може да доведе до повишено отделяне на продукти на делене от горивната таблетка в газовата хлабина и до частична повреда (неплътност) на обвивките на топлоотделящите елементи; Аварии с голяма загуба на топлоносител, където се създават условия за повишено отделяне на продукти на делене от горивната таблетка в газовата хлабина и за частична повреда на обвивките на топлоотделящите елементи; Аварии с малка загуба на топлоносител, където преходният процес не протича много тежко и освобождаването на продукти на делене от горивната таблетка в газовата хлабина не е значително, но има условия за частична повреда на обвивките на топлоотделящите елементи; Аварии с много малка загуба на топлоносител, компенсируема със системите за подхранване, при които не настъпва повреда на горивото и изхвърлянията в херметичния обем се ограничават до активността на топлоносителя Подобен подход се прилага и при избора на последователностите за целите на оценката на отделените радиоактивни вещества при надпроектни, включително тежки аварии. За тези случаи не се разглеждат аварии с много малко изтичане на топлоносител Оценката на радиоактивните изхвърляния се извършва и за аварии с байпас на херметичната конструкция 2, тъй като въпреки относително малкото количество радиоактивни вещества, отделени през неплътности на горивото, радиологичните последствия при тях могат да бъдат същите или съизмерими с последствията при аварии с по-голямо изхвърляне в херметичната конструкция, когато тя е със запазена функция на безопасност. Примери за аварии с байпас на херметичната конструкция за ЯЦ с реактори с вода под налягане са: Изтичания от тръбопроводи на втори контур придружени със скъсване на тръбичка на парогенератор; Изтичания от тръбопроводи на системи, разположени извън херметичната конструкция и директно присъединени към първи контур. Допълнително се разглеждат и други аварии с потенциал за радиоактивни изхвърляния извън херметичната конструкция, като: Аварии със загуба на охлаждане на басейн за отлежаване на касети; Аварии при манипулиране с гориво; 1 Англ. Source term evaluation 2 Не се включват тежки аварии с байпас на херметичната конструкция, които следва да бъдат практически изключени. 20 PP-5

21 Изтичания от спомагателни системи, съдържащи течни или газообразни радиоактивни вещества; Пожари и други вътрешни опасности; Външни събития Избраните аварийни последователности с потенциални радиоактивни изхвърляния могат да бъдат групирани така, че оценката да се извърши само за една представителна гранична авария от всяка група. За всяка категория на състоянията с определена честота се анализира всеки тип авария, която предизвиква най-неблагоприятни радиологични последствия В началния етап на проектиране, при анализa на радиологичните последствия от авария с максимална загуба на топлоносител в херметичната конструкция, могат да се приложат следните допускания, ако това не води до нарушаване на радиологичните критерии: Степен на повреждане на обвивките на топлоотделящите елементи: 1% за състояния от категория 3 и 10% за състояния от категория 4, като стойностите се обосновават с отчитане на състава на горивото и дълбочината на изгаряне; Степен на неплътност на вътрешната херметична конструкция: 1% от свободния херметичен обем за денонощие (без директно изтичане навън); Ефективност на филтрите на пространството между двете херметични конструкции: 1000 за молекулярен йод и аерозоли, 100 за органичен йод При анализа на избраните аварии може да се допусне, че действията, насочени към изолиране на изтичането или на разпространението на радиоактивни вещества са ефективни, ако тези действия са автоматични и в проекта на съответните системи е отчетен единичен отказ Оценка на радиологичните последствия се извършва и за аварийни състояния при спрян реактор, включително за гилотинно разкъсване на тръбопровод от системата за отвеждане на остатъчното енергоотделяне извън границите на херметичната конструкция, както и за аварии с продължителна циркулация на радиоактивна среда извън херметичната конструкция Методологията и допусканията, които се прилагат при определянето на потенциалните радиологични последствия от състояния с множествени откази, са подобни на тези, прилагани за проектни състояния от категории Пресмятанията на радиологичните последствия от всички състояния, включително тежки аварии, се извършват за кратковременна и дълговременна фаза, като се отчитат различните начини за преминаване на радиоактивните вещества в околната среда (въздух, повърхностни води, подпочвени води) и всичките пътища на облъчване (външно, инхалация и поглъщане на радионуклиди чрез храни). За целта е необходимо да се определят степента на атмосферна дисперсия, отлагането по растенията, почвата и другите повърхности, както и други параметри, влияещи на облъчването Резултатите от оценката на радиологичните последствия от избраните проектни аварии се свеждат до определяне на годишната индивидуална ефективна доза от вътрешно и външно облъчване на населението на границата на радиационнозащитната зона и извън нея за първата година след аварията. Получените резултати се сравняват с нормативно установените гранични стойности. Освен това, е необходимо да се покаже, че при проектни аварии не се налага взимането на решение за прилагане на мерки за защита на населението. PP-5 21

22 4.61. По отношение на оценените радиологични последствия при състоянията с множествени откази, включително аварии с байпас на херметичната конструкция, се прилагат съответните критерии за приемливост съгласно част 3.2 на ръководството, обвързани с нивата на намеса (не се налага взимане на решение за прилагането на мерки за защита на населението - укриване и евакуация в непосредствена близост до границата на площадката на ЯЦ). Използване на компютърни модели и програми Използваните в анализа на безопасността изчислителни методи и средства (компютърни програми) трябва да бъдат верифицирани и валидирани в достатъчна степен, съгласно изискването на чл. 18, ал. 2 на [3] Верификацията на изчислителен модел е процесът на определяне на коректността на представяне на замисления концептуален или математически модел, т.е. дали контролните физически уравнения и данни са пренесени коректно в компютърния код. Верификацията на компютърните програми (системните кодове) е процесът на преглед и проверка на първоначалните програмни процедури1 по отношение на техните описания в документацията на системния код Валидацията на модел е процесът на определяне дали даден математически модел адекватно представлява реалната система, която моделира чрез сравняване на предвижданията на модела с наблюдения на реалната система или с експериментални данни. Валидацията на системен код е оценката на точността на предсказаните от системния код стойности спрямо подходящи експериментални данни за съществените явления, които се очаква да се случат. В процеса на валидация се определят и специфицират неопределеностите, математическите приближения в моделите, недостатъците на моделите и основната база от данни, както и начините, по които се отчитат тези аспекти в анализа на безопасността Необходимо е да се осигури, че ползвателите на компютърните кодове имат достатъчно опит за съответното приложение. За ограничаване на ефектите, внесени от ползвателите в процеса на анализа, се изисква стриктно прилагане на процедурите, документацията на кода и указанията за потребителя, тъй като в отделни случаи, резултатите от консервативните анализи могат да бъдат чувствителни към решенията, взети от ползвателя, напр. при определяне на броя и структурата на използваните възлови точки За всяка компютърна програма, използвана за обосноваване на проектни решения, се специфицират нейната експериментална валидация, квалификация и как се отчитат останалите неопределености (напр. изследване на чувствителността). Това се изисква за компютърните кодове, използвани за неутронни и термохидравлични пресмятания и особено за куплираните кодове (3-дименсионни неутронни с термохидравлични), за да се покаже, че получените обвивни стойности действително са консервативни за целия разглеждан спектър от събития и състояния За компютърните кодове, използвани за анализ на тежки аварии, също е необходимо да се специфицират експерименталната валидация, квалификацията и как се отчитат останалите неопределености. 1 Англ. - source coding 2 Англ. - nodes 22 PP-5

23 Представяне и интерпретация на резултатите Резултатите от анализа на безопасността се документират в отчет от анализа на безопасността. Структурират се и се представят в подходящ формат, който позволява да бъде разбрана и интерпретирана хронологията на събитията по време на преходния процес или аварията, както и да се направи лесна справка за изпълнението на всеки от критериите за приемливост. Използването на стандартизиран формат на представянето на резултатите от анализите улеснява интерпретацията им и дава възможност за сравнение. Всеки анализиран случай се характеризира с описание на условията, включително на: Определяне на изходните събития; Начални условия; Условия и логика на системите за управление и контрол; Разполагаемост на системи и компоненти; Метод на анализ; Критерии за приемливост. В обобщения отчет за резултатите от анализа се включва следната информация: Хронология на основните събития съгласно пресмятането; Описание и оценка на аварията на основата на избраните параметри; Фигури, изобразяващи изменението на основните пресметнати параметри; Оценка на изпълнението на критериите за приемливост; Оценка на алтернативни сценарии (алтернативни условия или изследване на чувствителността); Използвана литература Резултатите от анализа, включително параметрите, определящи състоянието на функциите на безопасност в процеса на развитие на аварията, се описват подробно При представянето на резултатите се определя набор от важни параметри в процеса на развитието на транзиента или аварията във функция от времето, който включва всички параметри, необходими за оценка на състоянието на функциите на безопасност и изпълнението на критериите за приемливост. Представените параметри трябва да дават и достатъчно информация за цялостното поведение на блока. Примери за такива параметри са: (1) неутронна мощност, остатъчно енергоотделяне и реактивност; (2) топлинна мощност и топлинни потоци в активната зона; (3) минимален запас до кризис на топлообмена; (4) параметри на топлоносителя температури, разход, налягане, относително съдържание на пара; (5) максимални температури на горивото; (6) максимални температури на обвивките на топлоотделящите елементи; (7) количество топлоносител ниво в активната зона и в ключови участъци; (8) параметри по втори контур, характеризиращи топлинните потоци; (9) налягане в херметичната конструкция, температура в херметичния обем, освободена маса и енергия, когато е приложимо; (10) активност на освободената среда в херметичната конструкция и в околната среда, когато е приложимо; (11) количество на генерирания водород и разпространението му в херметичния обем; (12) степен на повреждане на активната зона, ако е приложимо; (13) повишаване на налягането в херметичната конструкция през продължителен период от време, където е приложимо; (14) параметри, определящи работата на системите за безопасност. PP-5 23

24 4.71. Когато анализът включва и пренос на радиоактивни вещества, в представените резултати се добавят и следните параметри: Концентрации на радионуклиди в горивото и в топлоносителя, както и тяхното отлагане по структурите на контура на топлоносителя; Концентрации на радионуклиди в херметичния обем и в отлаганията по херметичната конструкция; Количество, състав и продължителност от време на изхвърлянето на радиоактивни материали в околната среда; Годишната индивидуална ефективна доза от вътрешно и външно облъчване на населението на различни разстояния, подходящи за демонстриране на изпълнението на установените гранични стойности Резултатите от анализите се структурират по начин, който ясно показва: Последователността на събитията и действията на системите по време на аварията (от началното до крайното състояние); Състоянието на активната зона и работата на системите; Ефективността на физическите бариери; Радиологичните последствия; Оценка на резултатите, изводи и заключения. 24 PP-5

25 5. ТЕРМИНИ Аварийни условия са отклоненията от нормалната експлоатация, по-тежки от очакваните експлоатационни събития, включително проектните аварии и надпроектните аварии [3]. Експлоатационни състояния са състоянията на нормална експлоатация и очаквани експлоатационни събития [3]. Консервативни входни данни са начални, гранични условия и параметри на блока, водещи до песимистични резултати от анализа на безопасността. Консервативни допускания за разполагаемост на системите са допусканията за разполагаемост, които водят до песимистични резултати от анализа на безопасността. Критерии за приемливост са количествени ограничения на определени пресметнати параметри или качествено изразени изисквания, установени по отношение на резултатите от анализите на безопасността. Те съдържат специфични граници на функционални или условни индикатори, използвани за оценката на способността на конструкция, система или компонент да изпълнят проектните си функции [11]. Освободени радиоактивни вещества (Source term) са количествата и изотопния състав на материалите, освободени или постулирани да бъдат освободени в атмосферата или повърхностните води при експлоатационни състояния или в атмосферата при аварийни условия. Отчита се физичната и химичната форма на радиоактивния материал, както и продължителността, височината и начина на изхвърляне, енергията. Оценка на безопасността е разглеждане на всички аспекти на проекта и експлоатацията на ядрено съоръжение или друг източник на йонизиращо лъчение, свързани с неговата безопасност и защитата на хората, включително анализ на мерките за ядрена безопасност и радиационна защита и на рисковете при нормални условия и при аварии [1]. Очаквано експлоатационно събитие е отклонение на процеса на експлоатация от нормалната експлоатация, което се очаква да се осъществи най-малко един път през срока на експлоатация на ядрената централа, но което поради предвидените в проекта мерки не предизвиква значително повреждане на КСК, важни за безопасността, или не води до аварийни условия [3]. Реалистични допускания за разполагаемост на системите са допусканията за разполагаемост, които водят до реалистични резултати от анализа на безопасността. Реалистични входни данни са начални, гранични условия и параметри на блока, водещи до реалистични (номинални) резултати от анализа на безопасността. Тежка авария е аварията, която предизвиква значително повреждане на активната зона [3]. PP-5 25