8.2. Основы проектирования

При проектировании БПУ используется системный базовый метод – метод функционального проектирования (МЭК-60964). Метод включает следующие четыре операции:

- анализ функций;

- распределение функций;

- проверка и подтверждение достоверности распределения функций;

- анализ работы.

Анализ функций АЭС определяет иерархию целей для проектирования БПУ, охватывающую все рабочие состояния и аварийные ситуации. Эти цели должны включать производство электроэнергии и минимизацию радиоактивных выбросов как главную задачу. Цели могут быть развиты дальше как вспомогательные и использованы в процессе принятия решения.

Для реализации функций станции должен быть проведен анализ основного информационного потока и выявлены требования по его обработке. При определении объема информационного потока и требований к его обработке разработчик должен заложить в проект различные базовые события как нормально протекающие, так и аномальные (рис. 8.2.1 и 8.2.2).

Должны быть включены следующие события:

• события, требующие операций, субъективно считающихся трудными из-за сложности интерпретации данных или управления, большой скорости управления и т.д.;

• события, требующие высочайшей уверенности и правильной реакции оператора, например, на определенные аварийные условия;

• события, имеющие важное значение для оценки вероятностного риска;

• события, при которых остановка станции прогнозируется с высокой вероятностью, если вовремя не приняты корректирующие действия;

• события, степень появления которых высока.

Количество событий должно быть достаточно большим, чтобы охватить все функции, связанные с иерархической целевой структурой. Разработчик должен проводить анализ задания для определения того, какие функции должны быть переданы человеку и какие «машине».

Следующие функции, присвоенные человеку:

• ручное управление, включая резервный и автоматический контроль;

• считывание информации, связанное как с ручным, так и с автоматическим управлением;

• интеллектуальные задачи высшего уровня, такие, как диагноз причины аномальных и непредвиденных рабочих режимов и событий и выработка корректирующих действий.

Функции, присвоенные «машине», относятся к тем, которые достигнуты автоматическим управлением.

При этом анализе должны быть применены принципы инженерной психологии и критерии проектирования. Принципы и критерии, используемые при анализе, должны быть подтверждены документально и должны включать факторы, связанные со способностями и ограничениями персонала БПУ и автоматической системы

Рис. 8.2.1. Функциональный анализ и распределение функций по стандартам МЭК

Рис. 8.2.2. Идентификация функциональных требований к БПУ

Основные этапы проектирования:

Этап 1 – функциональное проектирование.

На этом этапе выполняются аналитические исследования эксплуатационных задач АЭС, определяются функции и взаимосвязь персонала с автоматизированным оборудованием АЭС.

Этап 2 – техническое проектирование БПУ для конкретной реализации функций управления и контроля, обеспечения безопасности АЭС. На этом этапе:

- производится окончательная компоновка БПУ;

- определяются условия эксплуатации и функционально-технические требования к оборудованию;

- определяются конкретные функции персонала и соответствующие требования к его квалификации;

- определяются требования к проектной документации в интересах выполнения функциональных обязанностей персонала по управлению и контролю технологического процесса и обеспечению безопасности. В процессе второго этапа и при его окончании определяется, отвечают ли отдельные компоненты БПУ установленным эксплуатационным и функциональным целям и эргономическим требованиям.

Основные направления решений в рамках этапа 1 по управлению энергоблоком сводятся к формированию требований основной технологии к системам управления во всех режимах. Суть подобных технологических требований сводится к следующему.

В условиях нормальной эксплуатации (HУЭ) – автоматическое поддержание параметров в условиях экономичной и безопасной выработки электроэнергии, обеспечение безошибочности действий персонала и обеспечение, в максимально возможной степени, информационного обеспечения персонала во всех режимах эксплуатации АЭС.

При нарушении нормальной условий эксплуатации (ННУЭ) – возврат энергоблока в нормальные условия эксплуатации системами НЭ важными для безопасности, без работы систем безопасности, предотвращение исходных событий, сохранение работоспособности систем и оборудования, предотвращение необоснованного отключения систем нормального энергоснабжения, теплоотвода, систем пожаротушения и др.

В условиях предаварийной ситуации - возврат энергоблока в нормальные условия эксплуатации с использованием систем безопасности, предотвращение перерастания в проектную аварию. В условиях проектной аварии – снижение последствий ПА и защита неповрежденных барьеров, предотвращение перерастания проектной аварии в запроектную. В условиях ЗПА – снижение ее последствий, предотвращение тяжелого повреждения топлива.