CHẾT ẠO THIẾT BỊ VÀ XÂY DỰNG NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN
11.1. Đưa vào vận hành
Trước khi khởi động vật lý cơ sở năng lượng mới, nghĩa là đạt đến độ tới hạn, cần phải tin chắc rằng, tất cả các hệ thống và thiết bị của nó thực sự có đủ các đặc tính thiết kế và khả năng làm việc. Nhằm mục đích đó, lúc đầu người ta tiến hành các thử nghiệm riêng rẽ các thiết bị và hệ thống và sau đó sử dụng tổ hợp các hệ thống ngày càng phức tạp. Trong lúc việc kiểm tra có liên quan đến các đặc tính của các hệ thống hoạt động trong các điều kiện bình thường, những thử nghiệm như vậy không khó khăn.
Đối với từng hệ thống, tổ chức vận hành sẽ xác định trình tự tiến hành các thử nghiệm.
Đối với thiết bị đảm bảo an toàn, chương trình đó được bổ sung việc phân tích tính đầy
đủ của nội dung và các điều kiện thử nghiệm các thử nghiệm.
Công việc là ở chỗ biên soạn hàng trăm chương trình hợp chuẩn thử nghiệm các hệ
thống; đối với mỗi hệ thống phải biên soạn một số tiểu chương trình thực hiện theo từng giai đoạn của việc thử nghiệm.
Sau đó, mỗi thử nghiệm cần được thực hiện ở những giai đoạn khởi động khác nhau. Các cơ quan điều tiết cần phân tích các văn bản đó để chứng minh rằng, tổ chức vận hành:
đã xác định tất cả các cấu hình có thể có trong trạng thái hoạt động của hệ thống được xem xét trong các điều kiện bình thường và khẩn cấp, có tính đến các trạng thái sẵn sàng và không sẵn sàng của thiết bị trong vùng được Quy trình thao tác công nghệ cho phép vận hành, và có tính đến tiêu chuẩn hỏng hóc đơn lẻ;
đối với từng cấu hình của hệ thống, đã vạch ra các yêu cầu chức năng tương ứng (các lưu lượng tối thiểu và tối đa, dải được phép thay đổi các thông số,…);
đối với từng thiết bị cụ thể, đã xác định các chức năng mà thiết bị đó cần phải thực hiện (mở khi sụt giảm áp suất tối đa, đóng dưới áp lực lưu lượng tối đa,…);
đã phổ biến các yêu cầu được xác định bằng cách đó đối với các điều kiện thử nghiệm. Phần lớn các yêu cầu đặt ra cho các hệ thống an toàn được quy định bởi các trạng thái trong các điều kiện sự cố. Các trạng thái này không thích hợp với việc mô hình hóa; đối với chúng buộc phải sử dụng các phương pháp ngoại suy và kết quả gián tiếp.
Thử nghiệm các máy bơm của hệ thống bù khẩn cấp vòng sơ cấp áp suất thấp (20 bar) và các bể chứa, tốt nhất là tiến hành trong vỏ mở của lò phản ứng. Điều đó tương ứng với trường hợp, khi mà vòng sơ cấp hết nước hoàn toàn và cho phép kiểm tra các điều kiện hoạt động của các máy bơm ở lưu lượng tối đa, có tính đến mất áp do sức cản thủy lực của vòng tuần hoàn.
Để thử nghiệm hệ thống phun, tốt nhất là lắp đặt các đường ống tạm, các đường ống này cấp nước vào các hố thu rò rỉ trong khu bảo vệ kín (nhà lò). Cho phép kiểm tra hoạt động của các máy bơm của hệ thống trong các điều kiện có một (và chỉ một) trong số các tình huống sự cố có thể có.
Lưu lượng qua từng vòi phun có thể được kiểm tra nhờ đo lưu lượng khí nén. Khi tiến hành các thử nghiệm như vậy, các đoạn đường ống mà trên đó lắp các vòi phun được ngắt ra khỏi phần còn lại của hệ thống phun.
Trong chương trình thử nghiệm hiệu chuẩn khởi động có cả thử nghiệm thiết bị, vốn làm việc dưới áp suất và chịu tác động của các quy tắc tương ứng. Đó là các thử nghiệm thủy lực của vòng sơ cấp dưới áp suất, nghĩa là, gần 30 % cao hơn áp suất tính toán, giữ vài giờđể phát hiện và khắc phục các chỗ hở có thể có.
11.2. Vận hành
Nghiên cứu thiết kế nhà máy cho phép nhận biết các biện pháp kỹ thuật và tổ chức về đảm bảo an toàn của Nhà máy điện hạt nhân tương lai. Quá trình xây dựng Nhà máy điện hạt nhân đòi hỏi đảm bảo việc thực hiện phù hợp với thiết kế tất cả các hệ thống và kết cấu nhà máy, còn quá trình đưa vào vận hành – tin chắc vào tính đúng đắn lắp ráp và khả
năng làm việc của các hệ thống và thiết bị Nhà máy điện hạt nhân.
Mọi cố gắng đó đều được phản ánh trong quá trình vận hành. Ở Nhà máy điện hạt nhân xuất hiện nhân viên vận hành mới, họ cần không chỉ hiểu tại sao được làm như vậy, mà còn cần hành động như thế nào trong tình huống này hoặc tình huống khác. Tình hình đó
đòi hỏi nghiên cứu triển khai những văn bản đặc biệt, chúng, một mặt liên quan một cách tự nhiên với thiết kế Nhà máy điện hạt nhân, và mặt khác – cần dễ hiểu và tiện lợi cho người sử dụng.
Trước hết là văn bản “Quy trình thao tác công nghệ vận hành”, cũng như các hướng dẫn vận hành các dạng khác nhau của các hệ thống và thiết bị.
Các nghiên cứu được tiến hành trong giai đoạn thiết kế cho phép quy định các giới hạn, theo đó nhà máy được vận hành sao cho, trong trường hợp có rắc rối hoặc sự cố, tình
các hậu quả phóng xạ vẫn có thể chấp nhận được. Các giới hạn đó chính là phạm vi được phép vận hành, phạm vi này được quy định bởi các giới hạn vận hành bình thường. Như vậy, cần phải:
xác định phạm vi vận hành bình thường nhà máy, sao cho việc vận hành được thực hiện trong các giới hạn phù hợp với những trù định trong phân tích các sự cố thiết kế, khi thiết kế hệ thống an toàn;
đối với tất cả các trạng thái khởi nguồn đã được tính trước trong thiết kế, cần bố trí các hệ thống an toàn trong trạng thái sẵn sàng, sao cho thiết bị cần thiết để sử dụng khi có sự cố thực sự có khả năng hoạt động ở thời điểm cần thiết;
xác định mọi tác động trong trường hợp không sẵn sàng của thiết bị hoặc các hệ thống an toàn, mà việc khởi động chúng là cần thiết khi xảy ra biến cốđó.
“Quy trình thao tác công nghệ vận hành” là bộ văn bản, ở đó thể hiện các hoạt động cần thiết được sử dụng trực tiếp trong toàn bộ phạm vi vận hành bình thường của nhà máy *. Việc tuân thủ nghiêm ngặt Quy trình thao tác công nghệ sẽđảm bảo khởi động đúng các hệ thống quan trọng đối với an toàn và ngăn ngừa hư hại nghiêm trọng vùng hoạt lò phản
ứng trong trường hợp sự cố.
Kinh nghiệm vận hành cho thấy, đối với việc đảm bảo an toàn trong trạng thái lò dừng,
đòi hỏi sựđồng nhất hóa rõ rệt của thiết bịđảm bảo an toàn.
Sau các kiểm tra được tiến hành ở giai đoạn khởi động, tiếp theo là các thử nghiệm định kỳ. Các thử nghiệm này cho phép tin chắc rằng, các đặc tính thiết kế của thiết bị và các hệ thống được duy trì một cách thỏa đáng theo thời gian. Mọi chức năng tham gia vào
đảm bảo an toàn đều phải được thử nghiệm định kỳ. Khi đó cần sao cho việc tiến hành các thử nghiệm đó không ngăn cản việc vận hành bình thường nhà máy. Chu kỳ và các tiêu chí áp dụng kết quả của các thử nghiệm đó cần đảm bảo độ tin cậy rằng các hệ thống sẽ có khả năng hoàn thành các chức năng của mình đến lần thử nghiệm định kỳ sau. Nguyên tắc của cách tiếp cận này không khác với nguyên tắc thử nghiệm khởi động hiệu chỉnh. Tính thừa kế của hai dạng thử nghiệm này được đảm bảo nếu như chương trình các thử nghiệm khởi động hiệu chỉnh phù hợp với chương trình thử nghiệm định kỳ. ___________________________
* (thông thường, “Quy trình thao tác công nghệ vận hành” không đề cập đến các điều kiện khẩn cấp của nhà máy . Trong các điều kiện khẩn cấp, an toàn được đảm bảo bằng việc tuân thủ các hướng dẫn đặc biệt, hơn nữa, các thông số và các hệ thống vốn không thuộc quyền điều khiển của các bản hướng dẫn này, cần được duy trì trong các giới hạn đã định).
Kinh nghiệm vận hành có thể cho thấy những điều sau đây:
tần số hỏng hóc được phát hiện khi thử nghiệm cũng bằng tần số hỏng hóc xuất hiện trong các điều kiện sự cố, nếu các tần số sự cố này vượt quá các giá trị dự đoán thì chu kỳ thử nghiệm có thểđược thay đổi;
các thử nghiệm được tiến hành không có tính đại diện hoàn toàn; trong trường hợp như vậy cần thay đổi quá trình thử nghiệm;
các thử nghiệm quá thường xuyên hoặc được tiến hành trong các điều kiện quá khắc nghiệt có thể có hại hoặc gây ra hao mòn thiết bị quá sớm; trong trường hợp đó các chương trình thử nghiệm được thay đổi một cách tương xứng.
các thử nghiệm độ bền mỏi, vốn được tiến hành ở nhà máy - nhà chế tạo, không phải luôn luôn phù hợp với các điều kiện thực tế vận hành và không tính đến các
ảnh hưởng của thiết bị có liên quan;
mỗi lần, khi các điều kiện tiến hành các thử nghiệm định kỳ đòi hỏi những thay đổi trạng thái của các hệ thống hoặc thiết bị, cần phải làm rất cẩn thận. Thật vậy, theo quan điểm an toàn, cần sao cho sau các thử nghiệm thiết bị của hệ thống này hay hệ
thống khác – các hệ thống chỉ khởi động khi được yêu cầu – không còn lưu lại các phụ tùng thử nghiệm được lắp đặt tạm thời, có khả năng làm xấu đi hoặc thậm chí ngăn trở việc hoạt động bình thường. Kinh nghiệm đáng buồn như vậy đã có trong sự cố Tree Mile Island.
Vấn đề quan trọng trong thời gian vận hành là thống kê và phân tích các sai phạm đã xuất hiện. Trong số rất nhiều các hỏng hóc nhỏ của các bộ phận do nhân viên phát hiện được ghi nhận trong các tài liệu vận hành và được khắc phục, tách ra các cấp độ biến cố
nghiêm trọng (có ý nghĩa) hơn, mà theo đó, xuất phát từ các tiêu chí nhất định, một hội
đồng thẩm định được bổ nhiệm gồm các đại diện của tổ chức vận hành, các nhà thiết kế, chế tạo với sự có mặt của các đại diện cơ quan điều tiết. Hội đồng sẽ phân tích các nguyên nhân biến cố và đề xuất các biện pháp cảnh báo. Thông tin về các biến cố như
vậy được cung cấp cho các cơ quan vận hành các cơ sở có cùng dạng thiết bị, ở đó tiến hành các nghiên cứu tình trạng của các thiết bị phù hợp và áp dụng các biện pháp tương tựđể cảnh báo biến cố.
IAEA đã nghiên cứu đưa ra thang sự cố bảy cấp độ đặc biệt, mà các quốc gia bắt buộc phải thông báo cho IAEA về các sự cố này, coi đó là sở hữu thông tin của cộng đồng thế
Cấp 1 và 2 – không có hậu quả phóng xạ bất kỳ nào (do sai phạm của các hệ thống và các bộ phận, các hệ thống trung hòa an toàn);
Cấp 3 – phát thải không đáng kể;
Cấp 4 – có phát thải, khi liều chiếu tại chỗ thấp hơn các giá trị cho sự cố thiết kế;
Cấp 5 – sự cố có thể gây nguy hiểm cho cư dân, khi có thể sử dụng một phần kế hoạch bảo vệ cư dân;
Cấp 6 – sự cố nghiêm trọng phải thực hiện kế hoạch bảo vệ cư dân;
Cấp 7 – sự cố rất nghiêm trọng (dạng Chécnôbưn), để khắc phục hậu quả của sự cố này
đòi hỏi huy động mọi nguồn lực quốc gia.