Аспекты создания системы мониторинга безопасности ЯТЦ
Дата: 10/10/2005
Тема: Ядерно-топливный цикл


В.А.Блау, директор отделения; В.Г.Андронов, начальник лаборатории; О.В.Калинин, ведущий научный сотрудник; С.Ф.Каримов, заместитель начальника лаборатории ФГУП ВНИИНМ им.А.А.Бочвара

Практически любая промышленная отрасль деятельности человека должна решать проблему устойчивого развития и обеспечения безопасности деятельности для окружающей среды, жизни и здоровья человека. Для решения этих задач применяются различные виды мониторинга, под которыми понимается централизованная динамическая оценка состояния отрасли и его отдельных объектов по различным видам параметров, прогнозирование их изменения и выработка мер при необходимости их корректировки.

Полномасштабный контроль отрасли и его предприятий, расположенных по всей территории страны, стал возможен лишь с развитием современных информационных технологий.

Атомная промышленность отличается от других отраслей наличием в обращении значительного количества радиоактивных и ядерных материалов и ее предприятия относятся к классу ядерно-радиационно-опасных объектов.

Поэтому Росатом в течение ряда лет проводит широкий спектр работ по обеспечению безопасности и предупреждению чрезвычайных ситуаций на своих производствах. В агентстве создан Ситуационно кризисный центр (СКЦ), который совместно с предприятиями отрасли и Российской академией наук (в частности, ИБРАЭ) проводит работы по различным видам мониторинга (экологический, экономический, радиационный, по учету и контролю ядерных материалов, технологический) с охватом всех направлений ядерно-топливного цикла (АЭС, реакторные установки, радиохимические, разделительные, твэльные и обогатительные производства). Степень проработки различных видов мониторинга и охвата направлений производства существенно разняться.

В настоящее время можно говорить о реализации систем экологического, экономического, радиационного мониторингов и мониторинга по учету и контролю ядерных материалов. Наибольшее развитие всех видов мониторинга достигнуто в Росэнергоатоме (мониторинг АЭС).

Существенную роль в обосновании и практическом обеспечении комплексной безопасности предприятий ядерного топливного цикла должны играть современные методы анализа безопасности состояния промышленных объектов и системы мониторинга безопасности технологических процессов, как наиболее приближенные непосредственно к источникам опасности на производстве.

В настоящее время предприятия ядерного топливного цикла (в частности переработки ОЯТ) имеют существенное отставание в создании современных информационных систем обеспечения безопасности и мониторинга по сравнению с аналогичными работами, проводимыми на АЭС. Отставание зачастую обусловлено объективными причинами, в частности – распределенностью, сложностью и уникальностью разнообразных технологических процессов и переделов ядерно-топливного цикла, широким спектром используемы материалов. В тоже время, они имеют большое количество высокоактивных материалов и последствия потенциальных аварий на них сопоставимы с последствиями аварий на АЭС.

Решение задачи совершенствования системы управления безопасностью в ядерном топливном цикле подразумевает разработку и реализацию комплекса мер по созданию программно технических и информационно-аналитических средств обеспечения мониторинга состояния безопасности на предприятиях ядерно-топливного цикла в реальном масштабе времени.

Под мониторингом безопасности технологических процессов подразумевается процедура получения информации в реальном масштабе времени о состоянии технологических процессов и объектов в целом (нормальное, с опасными отклонениями, аварийное), ее обработка и передача через абонентский пункт на предприятии в ситуационно-кризисный центр для принятия адекватных решений, принимаемых на основе рекомендаций центров технической поддержки.

В настоящее время развернуты спутниковые и наземные каналы связи, а также созданы и оснащены минимально необходимым количеством оборудования абонентские пункты СКЦ на большинстве радиационно-опасных объектах Росатома для информационного обмена между СКЦ и объектами.

На предприятиях по переработке ОЯТ накоплен огромный материал об особенностях контроля и управления технологическими процессами, функционируют информационно-измерительные системы различного уровня насыщенности и автоматизации, а в регламентных и специальных документах отражены основные аварийные ситуации, причины их возникновения и возможности ликвидации.

К сожалению, эти данные не систематизированы, отсутствует их обмен, нормирование и формализация. Информирование общественности ведется не по единым правилам и оценкам, что отрицательно сказывается на имидже отрасли.

Целью мониторинга является как можно более раннее определение опасного отклонения или аварийного состояния отдельных узлов и объектов в целом, идентификация источника опасности и передача информации об этом в отраслевые органы управления.

Система мониторинга безопасности технологических процессов должна обеспечивать:
• определение состояния безопасности производств и его на основе сбора, идентификации и передачи оперативной информации от различных информационно-измерительных систем производства, а также ее представление на все уровни ответственности (предприятия, СКЦ, руководство Росатома);
• выявление опасных отклонений технологических процессов, предаварийных ситуаций и прогнозирование возможного развития нештатных ситуаций;
• представление необходимого объема информации для анализа и принятия решения при предаварийных и аварийных ситуациях на уровне экспертов (предприятий и Росатома).

Основными задачами, которые необходимо решить для достижения цели, являются следующие:
• анализ технологических объектов ЯТЦ с целью выявления основных источников опасности;
• разработка методик анализа и оценки нестандартных ситуаций, создание математических моделей прогнозирования их развития для оперативного реагирования на последствия возможных аварий на предприятиях ЯТЦ;
• анализ систем контроля состояния безопасности на предприятиях ЯТЦ и определение методов и способов их совершенствования для реализации системы мониторинга безопасности технологических процессов;
• создание информационной, технической и программной базы для мониторинга состояния безопасности приоритетных (особо опасных и опасных) производств ядерного топливного цикла и его практическая реализация;
• разработка математического аппарата анализа отклонений параметров объекта от регламентных ограничений для определения тенденции развития аномальной ситуации, сравнения результатов анализа с базовой шкалой аварий (по аналогии с INES) и подготовки информации для принятия решения;
• использование современных вычислительных платформ, кластеров, инфологических моделей и формальных языков описания процессов, а также аппарата вероятностного анализа рисков принятия решения в условиях дефицита информации и времени; разработка оптимальных способов передачи информации в рамках реализации системы мониторинга безопасности технологических процессов.

Структура системы мониторинга безопасности технологических процессов (см. рисунок) включает:
• систему датчиков технологического, аварийного и радиационного контроля объектов и окружающей среды;
• систему централизованного сбора и предварительной обработки информации о состоянии объекта и его узлов. Обычно это выполняется в рамках систем АСУТП, имеющихся на объектах;
• информационную линию связи между объектами и абонентскими пунктами;
• абонентские пункты на предприятии, предназначенные для сбора информации со всех объектов, ее обработки и передачи в ситуационно кризисный центр;
• приемо-передающую систему абонентских пунктов;
• специальный канал связи для обмена данными между абонентскими пунктами и ситуационно кризисным центром;
• приемо-передающую систему ситуационно кризисного центра;
• рабочие места дежурных диспетчеров ситуационно кризисного центра, обеспечивающих круглосуточное наблюдение за состоянием объектов на верхнем уровне отраслевого управления;
• центры технической поддержки различных направлений ЯТЦ, предназначенные для информационного обеспечения групп экспертов для анализа информации и выдачи соответствующих рекомендаций;
• каналы связи между ситуационно кризисным центром и центрами технической поддержки.

Система обмена информацией работает в обоих направлениях.

Программное обеспечение системы мониторинга безопасности технологических процессов представляет собой совокупность программных модулей, обеспечивающих передачу, представление и анализ информации о текущем состоянии технологических процессов объектов отрасли.

Ядром системы является распределенная база данных, функционирующая в рамках абонентских пунктов на предприятиях, ситуационно кризисном центре и центрах технической поддержки.

Остальные программные модули предназначены для:
• обеспечения взаимодействия существующих систем контроля и управления на предприятиях с частью распределенной базы данных на абонентских пунктах на предприятиях (промежуточное программное обеспечение);
• анализа и представления информации диспетчерам абонентских пунктов на предприятиях и ситуационно-кризисном центре,
• анализа и представления информации экспертам в центрах технической поддержки, а также моделирования и прогнозирования событий при возникновении нештатных ситуаций.

Основными направлениями работ по созданию системы мониторинга безопасности технологических процессов предприятий ядерно-топливного цикла являются:

1. Научно технический анализ системы управления безопасностью предприятий ядерно-топливного цикла, включающий:
• определение критериев безопасности для задач мониторинга предприятий ядерно-топливного цикла;
• анализ технологических процессов и промышленных установок на предприятиях ядерно-топливного цикла; определение источников опасности, в том числе выброса и/или сброса радионуклидов, оценка их контроля и идентификации, моделирование радиологических и радиоэкологических последствий при нормальной эксплуатации и в случае радиационных аварий;
• выбор и согласование с предприятиями ядерно-топливного цикла критериев ранжирования технологических процессов, переделов и производств; определение наиболее опасных технологических процессов и промышленных установок на предприятиях ядерно-топливного цикла для включения в систему мониторинга безопасности технологических процессов;
• анализ состояния информационно технической базы предприятий и разработка предложений по ее совершенствованию для организации системы мониторинга безопасности технологических процессов и разработка типовой структуры программно-технических средств для обеспечения информационного взаимодействия информационно-измерительных систем, абонентского пункта предприятия, ситуационно-кризисного центра и центров технической поддержки.

2. Разработка, создание и внедрение автоматизированной системы мониторинга безопасности технологических процессов предприятий ядерно-топливного цикла, включающие:
• определение конкретного предприятия ядерно-топливного цикла и выбор на нем технологического процесса для реализации пилотного варианта системы мониторинга безопасности технологических процессов;
• определение структуры и состава данных мониторинга безопасности технологических процессов производства, необходимых для передачи в ситуационно-кризисный центр;
• обеспечение технической возможности формирования и передачи данных мониторинга безопасности технологических процессов с предприятий ядерно-топливного цикла в ситуационно кризисный центр;
• создание и наполнение информацией баз данных системы для задач обеспечения мониторинга и прогнозирования последствий чрезвычайных ситуаций, разработка специализированного программного обеспечения для администраторов и пользователей системы;
• разработка и внедрение программно технического комплекса пилотного варианта для системы мониторинга безопасности технологических процессов на выбранном производстве предприятия ядерно-топливного цикла;
• разработка нормативно правовой базы функционирования системы мониторинга безопасности технологических процессов;
• внедрение системы мониторинга безопасности технологических процессов на всех предприятиях ядерно-топливного цикла, функционирующей в единой информационной среде.



Структура системы мониторинга безопасности технологических процессов

3. Создание центра технической поддержки, включающее:
• разработку основных документов, регламентирующих деятельность центра технической поддержки;
• создание программно технической базы центра технической поддержки и каналов связи;
• создание в центре технической поддержки информационно справочной системы по основным источникам ядерной и радиационной опасности на предприятиях ядерно-топливного цикла на основе распределенной базы данных;
• создание базы данных реперных аварий и источников выбросов/сбросов для системы оценки и прогноза последствий радиационных аварий;
• разработку информационно моделирующих программных комплексов, включающих описания основных источников опасности, библиотеки реперных аварий, планы и схемы промышленных площадок, электронные карты местности различных масштабов, данные радиационного и технологического мониторингов;
• разработку методики оценки последствий радиоактивного загрязнения окружающей среды (аварийные выбросы и сбросы) для персонала объекта и населения на основе созданной информационно моделирующей системы;
• создание и отработку процедур оперативного взаимодействия центра технической поддержки с предприятиями, ситуационно-кризисным центром, проверка их в ходе испытаний и учений.

ВНИИНМ принимает участие в работах по созданию системы мониторинга безопасности технологических процессов предприятий ядерно-топливного цикла. По заказу Росатома проведена определенная работа по обследованию основных радиохимических переделов предприятий (ПО "Маяк", СХК и ГХК), разработаны Концепция технологического мониторинга радиохимических переделов, проектные решения и разработано программное обеспечение прототипа системы и проведены испытания его испытания.

В настоящее время ВНИИНМ совместно с СКЦ Росатома, ИБРАЭ РАН и другими предприятиями отрасли ведет разработку отраслевой Программы работ по совершенствованию системы мониторинга и управлению безопасностью обращения с ОЯТ на предприятиях ядерного топливного цикла. Данная программа находит поддержку со стороны основных предприятий ядерно-топливного цикла и управлений Росатома.

По материалам конференции «Безопасность ядерных технологий:
экономика безопасности и обращение с ИИИ»






Это статья PRoAtom
http://www.proatom.ru

URL этой статьи:
http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=98