Найти в Дзене

Первый полномасштабный тренажер РБМК

После завершения первого тренажерного проекта для Запорожской и Балаковской АЭС, разработка тренажеров в «ИТЦ «ДЖЭТ» была продолжена. При этом ДЖЭТ и ВНИИАЭС выступали как единая команда, так как ДЖЭТ был фактически дочерним предприятием ВНИИАЭС, и многие сотрудники совмещали должностные обязанности, т.е. участвовали в работах и в ДЖЭТ и во ВНИИАЭС. К этому времени, начиная с 80-х годов, в СССР наблюдался бум строительства атомных электростанций. Первый опыт эксплуатации корпусных (ВВЭР Нововоронежской АЭС) и канальных (Белоярская АЭС) реакторов был получен и осмыслен. Правительством была принята грандиозная программа развития атомной энергетики. Строились и эксплуатировались АЭС с серийными энергоблоками с ВВЭР-1000 и с реакторами большой мощности (канальным) РБМК-1000. Проектировался многосекционный канальный реактор РБМК-2400 с ядерным перегревом пара. Тренажеры для операторов стали самой настоятельной потребностью эксплуатации АЭС, а обязательность их применения была определена в н

После завершения первого тренажерного проекта для Запорожской и Балаковской АЭС, разработка тренажеров в «ИТЦ «ДЖЭТ» была продолжена. При этом ДЖЭТ и ВНИИАЭС выступали как единая команда, так как ДЖЭТ был фактически дочерним предприятием ВНИИАЭС, и многие сотрудники совмещали должностные обязанности, т.е. участвовали в работах и в ДЖЭТ и во ВНИИАЭС.

К этому времени, начиная с 80-х годов, в СССР наблюдался бум строительства атомных электростанций. Первый опыт эксплуатации корпусных (ВВЭР Нововоронежской АЭС) и канальных (Белоярская АЭС) реакторов был получен и осмыслен. Правительством была принята грандиозная программа развития атомной энергетики. Строились и эксплуатировались АЭС с серийными энергоблоками с ВВЭР-1000 и с реакторами большой мощности (канальным) РБМК-1000. Проектировался многосекционный канальный реактор РБМК-2400 с ядерным перегревом пара. Тренажеры для операторов стали самой настоятельной потребностью эксплуатации АЭС, а обязательность их применения была определена в нормативных документах Госатомэнергонадзора СССР.

Следующим проектом для ДЖЭТ стал проект полномасштабного тренажера РБМК-1000 Курской АЭС. Правда, в силу того что ДЖЭТ еще не приобрел достаточную известность в Министерстве атомной энергетики и промышленности СССР, основной договор был заключен с ВНИИАЭС, который затем заключил субподрядный договор с ДЖЭТ.

Работа над этим тренажером продолжалась долгих четыре года, что объяснялось двумя главными обстоятельствами.

Во-первых, после окончания первого проекта ПМТ для Запорожской и Балаковской АЭС большинство участников нашей команды эмигрировали обратно в США. В те далекие 90-е годы в России была очень непростая экономическая и политическая ситуация. Фактически из программистов, овладевших технологией разработки программного обеспечения, остались три или четыре человека. Поэтому для реализации нового проекта необходимо было в кратчайшие сроки восстановить кадровый потенциал, обучить специалистов технологии тренажеростроения и разработать моделирующее ПО для иных технологических систем и систем управления принципиально иного - кипящего реактора. К счастью, рядом был огромный источник технически грамотных инженеров – ВНИИАЭС, откуда и были приглашены специалисты на работу в ДЖЭТ. Их обучение проводилось поэтапно, в соответствии со стадиями разработки ПО. Параллельно успешно разрабатывался имитатор БПУ, так как конструкторы и технологи не отправились за океан в поисках новой жизни, а активно включились в работу здесь, дома.

Во-вторых, проект РБМК-1000 оказался намного сложнее проекта ВВЭР-1000. Технологические системы были более разветвленные, системы управления построены на релейных схемах, слабая информационная поддержка операторов в виде очень инерционной системы централизованного контроля (СЦК СКАЛА), да и реактор с большой площадью миграции нейтронов оказался сложным для моделирования. Тем не менее, ДЖЭТ удалось разработать достаточно точную модель нейтронной кинетики, которая могла моделировать нейтронно-физические параметры реактора в реальном масштабе времени.

Для моделирования контура многократной принудительной циркуляции (КМПЦ) специалистами ДЖЭТ был разработан новый программный код БАГИРА, который в дальнейшем был применен и в аналитическом тренажере Билибинской АЭС на Чукотке.

Что касается моделей других технологических систем, то однофазные потоки моделировались отчасти американским кодом FLOWNET, а отчасти нашим новым аналогичным кодом NAFET. Двухфазные потоки по-прежнему моделировались вручную, так как к разработке такого кодогенератора наши специалисты едва приступили.

В остальном же использовалась американская программная платформа US3, которая позволяла организовать обмен расчетными данными через общую базу данных и общую память, упорядочить вызов контрольных модулей и отслеживать реальное время их исполнения. Ввиду большого объема вычислений, весь процесс пришлось распараллелить между шестью ЭВМ Silicon Graphics; для тренажера ВВЭР-1000 хватало и двух таких ЭВМ.

Работы по наладке, тестированию и заводским комплексным испытаниям проводились на полигоне ДЖЭТ на территории ВНИИАЭС, куда был привезен и смонтирован имитатор БПУ. В этой работе принимали участие также специалисты самой Курской АЭС, которые обладали значительным опытом эксплуатации и оказали нам неоценимую помощь. Вообще, школа тренажерных проектов, как выяснилось в дальнейшем, оказывает огромное влияние на профессиональную карьеру участвующих в ней специалистов. В частности, вот и на этом проекте один из участвовавших специалистов от Курской АЭС впоследствии занял пост ее директора.

В 1996 году, когда работы по наладке подходили к концу и приближалось время демонтажа тренажера и отправки его на АЭС, директор ВНИИАЭС обратился к нам с просьбой смоделировать аварию на Чернобыльской АЭС. К этому времени конструкция поглощающих стержней системы управления и защиты (СУЗ) на всех эксплуатируемых блоках РБМК была существенно модернизирована, чтобы не повторилась ситуация как на ЧАЭС. Эта модернизация была учтена и в проекте ПМТ Курской АЭС. Поэтому, чтобы воспроизвести ситуацию на 4 блоке ЧАЭС, пришлось перепрограммировать модель СУЗ.

В день десятилетия Чернобыльской катастрофы к нам в модуль приехал Министр атомной энергетики и промышленности, чтобы своими глазами увидеть, что произошло на четвертом блоке ЧАЭС глубокой ночью 26 апреля 1986 года.

Сегодня об этом вспоминает сотрудник ИТЦ ДЖЭТ Александр Петрович Жукавин, бывший в то время руководителем программистов проекта ПМТ Курской АЭС:

«В центральной зоне ПМТ был установлен стул и стол с графином воды для министра. После прихода министра директор ВНИИАЭС дал мне знак начинать демонстрацию. Я запустил подготовленный нами ранее сценарий и начал объяснять действия персонала, суть проводимого ночного эксперимента по питанию ГЦН от генераторов собственного расхода на выбеге турбины при ее отключении и его трагическое завершение.
При подготовке этого режима мы воспроизводили на тренажере действия операторов ЧАЭС, в частности, уменьшения расхода питательной воды в барабаны – сепараторы при снижении мощности реактора, как это и было в ту роковую ночь. Наши численные эксперименты в ходе подготовки сценария показали, что именно такое неблагоприятное сочетание расхода и мощности, которое сложилось в ходе испытания на блоке, привело к взрывному вскипанию теплоносителя в технологических каналах, быстрому росту давления и мощности за счет положительного парового эффекта реактивности и разрушению реактора с выбросом радиоактивного топлива и графитовой кладки в окружающую среду на несколько километров вокруг АЭС. Если бы операторы подали больше или меньше питательной воды, то такой аварии можно было бы, вероятно, избежать в этот раз. Но она могла бы воспроизвестись на другом блоке при проведении аналогичного испытания, так как всплески мощности ранее уже фиксировались на блоках Ленинградской АЭС в подобной ситуации.
Министр, которого назначили на этот высокий пост, пришел из кластера ЯОК – ядерного оружейного комплекса. Но он все понял из демонстрации режима и в целом оказался доволен полученной информацией, но напоследок спросил о том, сколько же радиоактивности было выброшено в атмосферу при этой Чернобыльской аварии? Директор ВНИИАЭС сказал, что примерно 50 миллионов кюри. Ээээ - сказал министр – вот мы как рванем изделие на Новой Земле, так там у нас под миллиард выскакивает…
Так что все познается в сравнении».

Позже из этой модифицированной модели ДЖЭТ удалось сделать полный аналог энергоблока 2 ЧАЭС (последнего блока, который находился в эксплуатации) в виде аналитического тренажера и поставить его в надзорный орган Украины и в УТП ЧАЭС. Правда, функционировал он недолго, так как недели через две после поставки блок был навсегда остановлен, и потребность в тренажере отпала. А оригинальная модель РБМК была адаптирована и для Смоленской АЭС.

-2

Эти тренажеры КуАЭС и СмАЭС эксплуатируются и сегодня, проходя периодическую модернизацию в соответствии с изменениями на энергоблоках – прототипах и выполняя свою главную функцию - обеспечение безопасной эксплуатации за счет снижения риска от человеческого фактора.