Виртуальная АЭС - технология безопасности

Технология "Виртуальная АЭС" - уникальная разработка российских ученых, позволяющая еще до пуска энергоблока проверить технические решения и обосновать безопасность проекта "АЭС-2006". По нему строится в том числе и первая в Беларуси атомная станция. Что представляет собой виртуальный энергоблок и каковы перспективы его применения? На эти и другие вопросы корреспонденту БЕЛТА ответил начальник лаборатории научных и опытно-конструкторских разработок ОАО "Атомпроект" Евгений Образцов.

- Ученые приступили к разработке программного обеспечения для Виртуальной АЭС еще во второй половине 90-х годов прошлого века. Почему так долго замысел воплощался в жизнь?

- Безопасность всегда ставилась высоко и стоила дорого. Попытки создать программное обеспечение, которое позволило бы проводить расчетную оценку работы АЭС и потенциально возможных рисков, предпринимались учеными давно. В последнем десятилетии прошлого века специалистам нашего института удалось разработать отдельные модели систем и оборудования, что можно назвать стартом в разработке виртуального энергоблока. Однако в дальнейшем работа над ПО замедлилась в связи с отсутствием финансирования и недостаточной мощностью компьютеров в тот период.

Тем не менее, на фоне развития ядерной энергетики разработка Виртуальной АЭС становилась все более актуальной задачей. В качестве примера можно привести требования, которые в 2003 году Финляндия озвучила во время одного из тендеров на строительство у себя атомной станции. Финны, в частности, заявили о необходимости создания симулятора для сопровождения работ по проекту АЭС, на базе которого будет строиться станция на их территории.

Постепенно появлялись программные средства, которые позволяли реалистично описывать процессы, происходящие в системах и оборудовании на энергоблоке АЭС. А на протяжении 2010-2012 годов во время реализации масштабного проекта "Развитие суперкомпьютеров и грид-технологий" в атомную отрасль активно внедрялись суперкомпьютерные технологии. Таким образом, Виртуальная АЭС получила существенный импульс к развитию.

- Технологии, напоминающие разработку российских ученых, в разное время создавались в США, Финляндии и некоторых других странах. В чем принципиальное отличие виртуального энергоблока от зарубежных аналогов? 

- Виртуальная АЭС отличается значительно более глубокой степенью детализации при моделировании теплофизических процессов, которые могут происходить на реальной станции, а также соответствующих систем и оборудования. В Финляндии, например, есть комплекс Apros, на котором при расчетном анализе работы АЭС большинство вспомогательных систем моделируются с максимальными упрощениями.

Важнейшая задача любой АЭС с точки зрения безопасности - не допустить начала возникновения и развития процессов, которые могут привести к аварийным ситуациям. Поэтому в виртуальный энергоблок заложена возможность с максимальной точностью показывать, как именно системы безопасности реального объекта будут реагировать на нарушения нормальной эксплуатации, аварийные процессы, в том числе вызванные отклонением работы оборудования АЭС. Причем в отличие от тренажеров, применяемых для обучения и тренировки персонала, протекание процессов на Виртуальной АЭС демонстрируется с максимально возможным приближением к реальным физическим законам.

- За развитием каких ситуаций можно проследить с помощью виртуального энергоблока?

- На дисплеях Виртуальной станции отображаются все устройства, предусмотренные проектом реального блочного пульта управления АЭС, так что вариантов моделирования ситуаций существует много. Например, можно остановить один из четырех главных циркуляционных насосов станции, которые подают воду для передачи тепла от реактора. И так, нажав на щите управления Виртуальной АЭС всего одну кнопку, отключаем насос. Без запуска защитных систем после отключения насоса температура реактора может приблизиться к критическим величинам. Однако во время проводимого нами эксперимента этого не происходит. Ведь срабатывает автоматика - и мощность реактора снижается наполовину, давление нормализуется. В случае возникновения острой необходимости отключения еще двух насосов мощность реактора будет сведена практически к нулю, а развитие аварийной ситуации предотвращено.

- Виртуальная АЭС позволяет экономить на дорогостоящих экспериментах. Планируется ли в этой связи отказ от экспериментов с реальным оборудованием в пользу  виртуального?  

- Создание виртуального энергоблока сделало возможным проведение в виртуальном пространстве экспериментов, которые в действительности стоят недешево. При этом одним из преимуществ Виртуальной АЭС является возможность моделировать крупномасштабное оборудование, с которым проведение экспериментов в реальных условиях не представляется возможным. Однако полный отказ от проведения экспериментов невозможен по двум основным причинам. Во-первых, проведение экспериментального подтверждения вновь создаваемого оборудования и систем является одним из требований нормативных документов. Во-вторых, проводить эксперименты на высоком техническом уровне следует для пополнения верификационной базы, которая позволяет совершенствовать технологию "Виртуальная АЭС".

- Насколько возрастет продуктивность и безопасность эксплуатации атомных станций в связи с использованием виртуального энергоблока?

- Применение широкого спектра возможностей Виртуальной станции позволяет не только уменьшить количество возможных несоответствий в проекте АЭС, но и проверить взаимодействие систем при работе оборудования станции в различных режимах еще до ввода АЭС в эксплуатацию. В результате появилась возможность избежать дорогостоящих переделок и неоправданных модернизаций. Также технология позволит сократить количество пусков дорогостоящего оборудования. А возможные модернизации энергоблоков АЭС при эксплуатации теперь можно проверять сначала на виртуальном энергоблоке, и только получив положительный результат, реализовывать их на реальном оборудовании.

Мария ДМИТРИЕВА,
БЕЛТА.