3.4 Система безопасности атомных электростанций

Совокупность технологического оборудования и реализованного на нем технологического процесса называется технологическим объектом. Основным требованием, предъявляемым к технологическому процессу на атомных электростанциях, является обеспечение безопасности и надежности ее работы. В совокупности вопросов безопасности следует различать два аспекта: обеспечение в пределах атомных электростанций безопасности обслуживающего персонала, знающего о наличии опасности и специально обученного для работы на атомных электростанциях; и обеспечение безопасности населения и окружающей среды вне пределов атомных электростанций, как при нормальной эксплуатации, так и при возможных авариях. Под надежностью понимается уменьшение числа аварийных остановок, возможность сохранения частичной мощности блока при возникновении аварий в основном технологическом оборудовании и быстрый набор полной нагрузки после аварийной остановки или снижения мощности. В соответствии с этими требованиями выполняются системы безопасности на атомных электростанциях. Выходу радиоактивных продуктов при нормальной эксплуатации препятствуют три барьера: сама топливная матрица, оболочки тепловыделяющих элементов и границы первого контура. Эти системы в сочетании с системами управления и защиты реактора обеспечивают ограничение распространения радиоактивности пределами контура охлаждения реактора. Однако разработка аварийных систем защиты этим не ограничивается: все реакторы должны иметь системы, с помощью которых можно надежно удерживать в пределах атомных электростанций выбросы радиоактивных веществ даже в случае таких событий, как землетрясение, наводнение, ураган, и при возможных повреждениях внутри системы.

По мере развития и усложнения технологических процессов во всех областях техники, все большее применение находят автоматические устройства, способные воспринимать контролируемые величины и вырабатывать на их основе управляющие воздействия без участия человека или при минимальном его участии. Из всех функций автоматических систем управлений безопасности наиболее ответственной является аварийная защита реактора, так как ее действиями при аварийных ситуациях определяется ядерная безопасность самой атомной электростанции. Аварийная защита реактора должна осуществлять автоматическое снижение мощности или полную остановку реактора каждый раз, когда контролируемые параметры в ядерной энергетической установке достигают своего критического значения. Действие аварийной защиты реактора осуществляется соответствующим движением исполнительных органов. Обычно это движение происходит с различными скоростями в зависимости от ситуации. На первых этапах развития атомной энергетики преобладала экстренная остановка реактора при любых, даже незначительных отказов технологического оборудования. Однако по мере накопления опыта эксплуатации атомных энергоблоков, требования к количеству аварийных сигналов и к скорости остановки блоков смягчилась. Так помимо быстродействующей аварийной защиты появились более слабые защиты, позволяющие медленно снижать мощность реактора. Введение таких защит позволило более экономично эксплуатировать энергоблоки.

Аварийная защита должна составляться так, чтобы любое повреждение какого-либо элемента не сказалась на работе других элементов.

Авария с потерей теплоносителя и выхода его за пределы атомной электростанции является самой крупной по своим последствиям. Таким примером является Чернобыльская авария.