Главная страница
Сведения об авторах

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ГАЗОАЭРОЗОЛЬНЫХ ВЫБРОСОВ АЭС И АНАЛИЗ РАБОТЫ ПОСЛЕ ОДНОГО ГОДА ЭКСПЛУАТАЦИИ

Грибанов Ю. А., Лебедкин А. И., Езлов И. Ю., Совместная украинско-российская
фирма «ИНЭК», Харьков, Украина

Радиационный контроль газоаэрозольных выбросов через венттрубы энергоблоков и спецкорпусов АЭС предназначен для получения информации об активности выбросов в нормальном и аварийном режимах работы АЭС.
Измеряемые параметры газоаэрозольных выбросов с энергоблока обобщенно характеризуют герметичность технологического оборудования с радиоактивными средами. При ее нарушении радиоактивные нуклиды попадают в воздух помещений, который после очистки на аэрозольных и йодных фильтрах выбрасывается в окружающую среду.
Величина газоаэрозольных выбросов в режиме нормальной эксплуатации энергоблока АЭС обусловлена суммарной величиной неорганизованных протечек радиоактивных сред и работой установок спецгазоочистки.
В переходных режимах (в том числе при перезагрузке топлива) за счет увеличения газовых сдувок с оборудования выброс инертных радиоактивных газов (ИРГ) через венттрубу увеличивается. В таблице в качестве примера приведены выбросы ИРГ на Белоярской АЭС.

Выбросы ИРГ на Белоярской АЭС

В штатном режиме выбросы ИРГ на Белоярской АЭС не превышали 20 Ки/сут.
В связи с этим автоматизированная система контроля газоаэрозольных выбросов (АСК ГАВ) должна выполнять свои функции во всех режимах работы АЭС, включая проектные и внепро-ектные аварии. Для реализации этих требований АСК ГАВ запитывается от систем надежного электропитания и имеет резервированную структуру каналов измерения параметров ГАВ.
Радиоактивные газоаэрозольные выбросы с АЭС состоят из четырех основных групп нуклидов:
• инертные радиоактивные газы — продукты деления (в основном это изотопы ¹³⁵Xe, ¹³³Xe) и ⁸⁸Kr, ⁸⁷Kr, ⁸⁵Kr, 85mKr;
• радиойод: ¹³⁵I, ¹³³I, ¹³¹I;
• долгоживущие нуклиды: ⁵⁴Mn, ⁹⁰Sr, ⁸⁹Sr, ¹³⁷Cs, ¹³⁴Cs, ⁵⁸Co, ⁶⁰Co, ⁵¹Cr и другие;
• радиоактивные газы: ³H, ¹⁴C.
При нормальной работе АЭС основу выбросов составляют ¹³⁵Xe, ¹³³Xe(80—90%) и Kr (10—15%), активность радиойодов и аэрозолей не превышает (1—2) • 10^-3% для ВВЭР-1000.
Согласно СП АС-88 и НП 306.1.02/1.034-2000, задача радиационного контроля газоаэрозольных выбросов с энергоблоков АЭС относится к особо важным, так как контролируемые параметры характеризуют безопасность эксплуатации АЭС.
В соответствии с вышеизложенным, Совместной украинско-российской фирмой «ИНЭК» была разработана и в 2005 г. введена в промышленную эксплуатацию на Южно-Украинской и Хмельницкой АЭС автоматизированная система контроля газоаэрозольных выбросов через венттрубы АЭС.
АСК ГАВ энергоблоков и спецкорпусов является составной частью автоматизированной системы радиационного контроля АЭС и представляет собой распределенную, децентрализованную микропроцессорную систему сбора, обработки данных от датчиков (устройств) радиационного контроля и технологического оборудования пробоотборных систем, функционирующую в реальном масштабе времени.
Функционально система АСК ГАВ подразделяется на следующие структурные единицы:
• нижний уровень образуют блоки (устройства) детектирования и технологическое оборудование системы пробоотбора;
• средний уровень образуют комплексы сбора и обработки данных (КСО), шкаф силовой коммутации (ШСК);
• верхний уровень образуют серверы базы данных (СБД), рабочие станции оператора (РСО), а также магистрали передачи данных (МД).
Нижний уровень (НУ) системы выполняет такие функции:
• измерение объемной активности радиоактивных нуклидов в выбросах по компонентам;
• измерение технологических параметров системы пробоотбора.
Средний уровень системы выполняет следующие функции:
• прием информации от средств измерения радиационных параметров и технологического оборудования системы пробоотбора;
• обработка принятой информации;
• передача принятой и обработанной информации на верхний уровень;
• управление средствами измерения и запорной арматурой;
• сравнение обработанной информации с контрольными уровнями;
• выдача обобщенного сигнала о превышении предельно допустимого уровня выбросов;
• вычисление радиационных параметров ГАВ;
• диагностика технических средств системы;
• организация проверки работоспособности оборудования нижнего уровня.
Верхний уровень системы выполняет такие функции:
• прием информации от технических средств (ТС) СУ о текущих значениях контролируемых параметров;
• расчет суммарной активности газоаэрозольных выбросов через венттрубу;
• представление информации о состоянии параметров радиационного контроля ГАВ в виде таблиц, графиков, мнемосхем с указанием физических величин контролируемых параметров;
• формирование акустической и оптической сигнализации превышения пороговых значений радиационными параметрами;
• тестирование и диагностика ТС системы;
• архивирование информации;
• формирование отчетов;
• документирование информации;
• дистанционное управление ТС системы.
Для выполнения задачи автоматизированного контроля газоаэрозольных выбросов по компонентам через венттрубы была разработана технологическая схема пробоотбора и измерения, приведенная на рис. 1.

Рис. 1. Видеокадр технологической схемы пробоотбора и измерения газоаэрозольных выбросов через венттрубу по компонентам и система управления компрессором:
АГ — устройство детектирования для измерения радиоактивных инертных газов;
A3 — устройство детектирования для измерения радиоактивных аэрозолей;
АJ — устройство детектирования для измерения радиоактивного йода

Для измерения расхода контролируемой среды через блоки и устройства детектирования применяется ультразвуковой датчик АРГ-МИКРО, а для измерения объема среды через венттрубу — АРГ-31.2.
Для оценки общей мощности выброса и контроля аварийных выбросов у основания венттруб устанавливаются блоки детектирования, измеряющие мощность экспозиционной дозы.
Разработанные технологическая схема и программное обеспечение АСК ГАВ позволили применить метод «скользящего окна» для обновления информации об активности выбросов с тактом 1 с. Как показали результаты полугодичной эксплуатации системы, зависимость числа импульсов от времени с напыленного активного пятна на фильтрующей ленте устройства детектирования имеет две заметно отличающиеся области. Сначала полученная зависимость (от начала напыления, после перемотки фильтрующей ленты в конце каждых суток) имеет линейный рост — это область 1, затем переходит в «плато», где число импульсов от времени напыления не изменяется, — это область 2. Эту область зависимости мы назвали «динамическим равновесием», когда число осевших активных нуклидов, распавшихся за время осаждения активной пробы на фильтрующую ленту, выравнивается.
На рис. 2 представлен график зависимости числа импульсов от времени напыления.

Рис. 2. График зависимости скорости счета импульсов от времени напыления активного пятна на фильтрующую ленту устройства детектирования УДАБ-03П при измерении объемной активности аэрозолей бета-активных радионуклидов газоаэрозольных выбросов через венттрубы АЭС:
1 — зависимость количества импульсов от времени напыления; 2 — расчетные значения объемной активности

Выводы
1. Предлагаемая АСК ГАВ позволяет эффективно, систематически и непрерывно контролировать целостность защитных барьеров, увеличивать объем контроля, архивировать и документировать информацию о радиационных параметрах выбросов, автоматически диагностировать технические средства системы.
2. АСК ГАВ обеспечивает выполнение основных функций контроля в условиях нормальной эксплуатации АЭС, проектных и внепроектных аварий, а также при снятии АЭС с эксплуатации.
3. Представленная структура АСК ГАВ обеспечивает достаточную открытость системы, необходимую быстроту действия, структурную и программную гибкость, высокую надежность.
4. Программное обеспечение всех уровней АСК ГАВ строится на основе широкого использования современных средств автоматизации в соответствии с концепцией сборочного программирования, обеспечивающего максимальную гибкость и независимость разработки как отдельных функциональных модулей, так и программных комплексов в целом.
5. Проведенный анализ показывает, что аппаратура АСК ГАВ обеспечивает выполнение требований НТД в течение срока эксплуатации не менее 30 лет, отдельных технических средств — не менее 10 лет, с учетом заменяемости технических средств, выработавших свой ресурс.
6. Таким образом, оперативность, качество и полнота контроля газоаэрозольных выбросов, обеспечиваемая АСК ГАВ, способствует повышению радиационной безопасности АЭС, что, в свою очередь, приводит к снижению дозовых нагрузок на персонал и население.
7. Кроме того, разработанная АСК ГАВ может быть использована для контроля газоаэрозольных выбросов тепловых станций, сталелитейных заводов, металлургических комбинатов и других предприятий, загрязняющих окружающую среду.

THE AUTOMATIC CONTROL SYSTEM FOR GAS-AEROSOL EMISSIONS FROM NUCLEAR POWER PLANTS AND ANALYSIS OF WORK EXPERIENCE AFTER ONE YEAR OF ITS OPERATION

Gribanov Yu. A., Lebedkin A. I., Ezlov I. Yu., Ukrainian-Russian Joint Company «INEC», Kharkiv, Ukraine

The automatic control system of gas-aerosol emissions through ventilation pipes of NPP's (ACS GAE VT AES) was developed and put into industrial operation at the power unit No. 3 (PB No. 3) of the South-Ukrainian Nuclear Power Plant (SU NPP) and at the power units No.1 and 2 (PB No. 1, PB No. 2) of the Khmelnitsk Nuclear Power Plant (KhNPP) in 2005.
The use of devices for radioactive aerosol (DDA) and iodine (DDI) measuring, incorporated into the ACS GAE, enables the measurement of emissions of inert radioactive gases (IRG), aerosols and iodine components continuously for 24 hours in the real time mode at the SU NPP and KhNPP.
The «moving window» method is applied in the operational ACS GAE system. This method allows to measure the impulses at 1-second interval and basic time intervals for lower activities.
There are two different areas characterizing the dependence between the quantity of impulses from the active spot on the filter tape and the sample deposition time. The first one relates to start of sample deposition on the filter tape. It shows a linear dependence between the increase in impulse number and sample deposition time. The second one is transition to «the plateau area», where the number of impulses does not change over the sample deposition time.
This dependence area — «the plateau» — is considered as «the dynamic balance», where radioactivity, deposited on the filter tape and decreasing in the course of nuclear decay, stabilizes to the degree that the number of impulses remains constant.

Главная страница

Сведения об авторах

Грибанов Юрий Александрович, канд. физ.-мат. наук, ст. науч. сотр., нач. отдела технологии радиационного контроля, Совместная украинско-российская фирма «ИНЭК» (СУРФ «ИНЭК»), ул. Тобольская, 42, оф. 609, Харьков, 61072, Украина. Тел. (057) 719-49-48 (доб. 1-18), тел. моб. (050) 301-53-45, факс (057) 719-49-48 (доб. 1-02). E-mail
Лебедкин Александр Иванович, главный инженер проектов АСК ГАВ АЭС, начальник отделения проектирования систем радиационного контроля, Совместная украинско-российская фирма «ИНЭК» (СУРФ «ИНЭК»), ул. Тобольская, 42, оф. 605, Харьков, 61072, Украина. Тел. (057) 719-49-48 (доб. 1-27), тел. моб. (050) 355-70-46, факс (057) 719-49-48 (доб. 1-02). E-mail
Езлов Игорь Юрьевич, ведущий специалист, Совместная украинско-российская фирма «ИНЭК» (СУРФ «ИНЭК»), ул. Тобольская, 42, оф. 609, Харьков, 61072, Украина. Тел. (057) 719-49-48 (доб. 1-18), факс (057) 719-49-48 (доб. 1-02). E-mail

© Независимое агентство экологической информации

Последние изменения внесены 10.07.07