В атомно-энергетической отрасли есть федеральные нормы и правила в области использования атомной энергии НП-001-15. Данный документ описывает цели и основные критерии безопасности атомных станций, а также основные принципы и общие требования к техническим и организационным мерам, направленным на достижение безопасности. По требованиям к тренажерам АЭС есть всего пара пунктов, один из которых гласит, что такой тренажер должен быть на каждой АЭС, причём принят в эксплуатацию ещё до поставки топлива на предприятие, а второй – о том, что для отработки практических навыков эксплуатации АЭС должны использоваться тренажеры различных типов и что особое внимание стоит уделять отработке действий при возможных нарушениях эксплуатации (включая аварии).
Особое место занимают полномасштабные тренажеры - ПМТ. Для более глубокого понимания нормативных аспектов, касающихся тренажеров АЭС, необходимо ознакомиться с требованиями к ПМТ как к техническому средству подготовки персонала в специализированном документе НП-003-97.
Что из себя представляют ПМТ для АЭС?
ПМТ - это программно-технический моделирующий комплекс, предназначенный для профессиональной совместной подготовки оперативного персонала БПУ АС (Блочный пульт управления атомной электростанции) с использованием полномасштабной модели реального БПУ и комплексной всережимной математической модели энергоблока, функционирующей в реальном масштабе времени.
Исходя из определения можно выделить ключевые моменты:
1. ПМТ должен быть копией реального пульта в плане управления;
2. ПМТ должен быть оснащен таким программным обеспечением (ПО), которое бы позволяло в реальном времени моделировать процессы, происходящие (или потенциально возможные) во время эксплуатации реального энергоблока.
Устройства ввода-вывода могут различаться, если это не повлияет на качество обучения. Данные требования направлены на то, чтобы оперативный персонал, на которого возложена немалая ответственность, был максимально подготовлен к решению штатных и нештатных ситуаций.
Основными составляющими ПМТ являются:
- вычислительный комплекс;
- устройства ввода-вывода;
- оперативные панели и пульты, имитирующие БПУ;
- пульт управления самим ПМТ, с помощью которого инструктор контролирует процесс обучения;
- математическое и программное обеспечение.
Объем моделирования технологических систем и оборудования во всех имитируемых режимах такой, чтобы обучаемые выполняли те же действия и процедуры на ПМТ, что и при работе на энергоблоке-прототипе. Математические модели ПМТ описывают динамические процессы, которые при изменении технологических параметров и расчетных данных не противоречили физическим законам. При этом аппаратная и программная части ПМТ спроектированы так, чтобы иметь возможность как ускорять, так и замедлять процессы. Это необходимо для более детального изучения быстротекущих процессов и ускорения долгих режимов, моделирование которых в реальном масштабе времени заняло бы неоправданно много часов.
Программное обеспечение ПМТ устроено таким образом, что сразу несколько десятков исполняемых файлов находятся в работе параллельно, каждый на своем вычислительном потоке. Исполняемые файлы можно разделить на несколько категорий:
- для управления базой данных;
- для моделирования физических процессов;
- для моделирования процессов управления;
- для взаимодействия между процессами;
- моделирующие интерфейсы инструктора и обучаемого;
- и другие
Для взаимодействия инструктора с моделью используется специализированное ПО - Инструкторская станция, позволяющая задавать начальные условия работы модели энергоблока, управлять течением режимов, вести журнал занятий и многое другое.
Существуют и другие виды тренажеров. Кроме ПМТ существуют аналитические тренажеры, тренажеры электроцеха, тренажеры анализа режимов реакторной установки, учебные тренажеры для студентов и т.д. Под эти виды тренажеров нет сформированной нормативной базы.
Аналитический тренажер отличается от ПМТ только аппаратной частью – вместо полной копии физических пультов управления используются сенсорные панели, а сама математическая модель и «всережимность» остаются теми же. Тренажер электроцеха предназначен для обучения специалистов, непосредственно управляющих электрооборудованием АЭС. Тренажер анализа режимов реакторной установки ориентирован под обучение специалистов отдела ядерной безопасности и оперативного персонала БПУ. Учебный тренажер для студентов должен быть удобным, иметь наглядный интерфейс и понятные учебные материалы.
Обучение операторов БПУ делится на несколько частей.
- Первая часть - предтренажерное занятие, для которого часто используется аналитический тренажер. Во время этого периода обучаемые проходят теоретические основы режимов.
- Следующий этап обучения - занятия на ПМТ, во время которого проводится моделирование режимов нормальной эксплуатации и аварийных режимов. Инструктор демонстрирует правильный алгоритм действий, затем обучаемый отрабатывает навыки самостоятельно.
- Последний этап - послетренажерный разбор, во время которого проводится разбор и обсуждение ошибок.
По прошествии нескольких дней обучения проводится экзамен, на котором в режиме реального времени обыгрываются различные режимы эксплуатации. При этом во время обучения могут быть как отдельные специалисты со своими ролями, так и группы, отличающиеся по составу, в том числе и целая смена, управляющая БПУ. При обучении комплексной смены идет отработка не только управления оборудованием, но и отработка коммуникации в группу, которая не менее важна, чем освоение механических действий.
Тема тренажеростроения для АЭС имеет множество аспектов. Оставайтесь с нами, чтобы узнавать больше о тренажеростроении.