1. Системный подход к проектированию и эксплуатации приборов и систем управления аэс

Существуют два подхода к проектированию сложных систем управления, применявшиеся ранее:

1. Не системный - когда создаются универсальные приборы и системы, без учёта характеристик объекта управления, а проектанты обязаны их встроить в конкретную АЭС.

2. Системный подход к созданию устройств, важных для их области применения с учётом вида ядерной энергетической установки, где важную роль играет цель их применения и требуемые показатели качества.

На первом этапе развития атомной энергетики для контроля и управления ЯР обычно применялись приборы, которые использовались ранее на исследовательских ЯР и часто оказывалось, что их показатели качества не удовлетворяли требованиям энергетических ЯР.

В результате анализа Чернобыльской и других аварий в мире, Международное Агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) потребовало от всех проектантов АЭС обязательное соблюдение принципов системного подхода (СП), которые позволяют создавать сложные и потенциально опасные устройства быстро, с заданными показателями качества и с минимальными затратами средств на их модернизацию.

Согласно науке кибернетике любая система управления (СУ) состоит из четырех основных элементов:

1. Объекта управления (ОУ) – чем нужно управлять,

2. Комплекса технических средств управления (КТС),

3. Оперативно-технического персонала (ОПТ), управляющего и ремонтного и

4. Внешних и внутренних (по отношению к системе) различного рода

возмущений (В).

Взаимодействие этих элементов описывается структурой, как показано на рис.2. Каждый из этих элементов влияет на цели работы и показатели качества всей системы, Поэтому выбирать эти элементы без учёта их влияния друг на друга, на цель работы системы и её качество нельзя.

В этом заключается один из основных принципов системного подхода (СП) к созданию любой системы управления (СУ).

В₀-отказы общего вида (всей системы)

ОПТ

КТC

ЯР

Тепло и

РПР

В₁ В₂ В₃ В₄

Рис.2.Структура СКУЗ ЯР энергоблока АЭС - единый комплекс элементов.

На Рис.2. показана связь в единую систему таких элементов как:

1.ОПТ- оперативно-технический персонал ,

2.КТС- комплекс технических средств контроля, управления и аварийной защиты,

3.ЯР- ядерный реактор в качестве объекта управления,

4.Тепло, передаваемое в турбогенераторную установку, и радиоактивные продукты распада ( РПР ), накапливающиеся в тепловыделяющих элементах реактора.

В процессе работы всей системы она находится под постоянным влиянием внешних ( по отношению к системе ) и внутренним возмущениям, которые перечислены ниже.

В- различные виды возмущений :

В₀-возмущение всей системы (питание),

В₁-ошибки оперативного и технического персонала,

В₂ – отказы приборов и оборудования,

В₃-отказы ГЦН, рабочих каналов и т.д.

В₄- изменения нагрузки на валу турбо-

генератора и другие.

В чём схожесть такой технической системы с живым организмом, как это впервые заметил Винер?

Она имеет жизненный цикл подобно человеку:

1. Рождается – создается,

2. Работает – выпускает определенную продукцию и

3. Умирает через определенный срок– выводится из эксплуатации и

4. Подобно человеку она может « заболеть » - временно выйти из строя.

Однако в отличие от человека, объект управления системы – (реактор) может взорваться подобно атомной бомбе ( ядерная опасность) и унести жизнь многих тысяч людей!

Это может произойти из-за неисправности технических средств управления, ошибок оператора и даже обслуживающего персонала.

Таким образом, для создания таких ядерно-опасных систем и их обслуживания нужен системный (комплексный) подход, который учитывал бы весь комплекс вопросов, связанных с ядерной опасностью и экономичностью эксплуатации этой системы.

Стоимость электроэнергии, производимой только одним энергоблоком в год составляет 7 миллиардов рублей, а остановка его всего на одни сутки стоит 20 миллионов рублей!

Поэтому применительно к качеству работы СКУЗ ЯР АЭС предъявляются два важных требования: