АЭС являются особым классом эргатических систем. В редких сферах человеческой деятельности произошло столько изменений за короткий срок, как в области развития ядерной энергетики. Первая АЭС в г.Обнинске имела электрическую мощность 5 МВт (пуск в 1954г.), I блок Ленинградской АЭС (1973г.) — 1000 МВт (эл.), V энергоблок Нововоронежской АЭС (1980г.) — 1000 МВт (эл.), энергоблок Игналинской АЭС (1982г.) -1500 МВт (эл.). Увеличение единичной мощности энергоблоков АЭС пропорционально ускоряет переходные процессы изменения теплоносителя в технологическом контуре. Со скоростью изменения температуры теплоносителя однозначно связаны скорости изменения его объема и давления в технологическом контуре, определяющие скорость протекания любого переходного процесса. Опыт эксплуатации пяти блоков Нововоронежской АЭС показывает, что время от возникновения нарушения в режиме работы оборудования до появления необратимых изменений в технологическом процессе, приводящих к остановке блока, составляет:
- на I блоке (тепловая мощность Nнр = 750 МВт) — около 100 с;
- на III блоке (ВВЭР-440, Nнр = 1375 МВт) — 40-50 с;
- на V блоке (ВВЭР-1000, Nнр = 3000 МВт) — около 20 с.
Очевидно, что для управления такими сложными, высокоскоростными и энергоемкими объектами, какими являются энергоблоки АЭС, необходимы совершенные системы управления.
БЩУ энергоблока номер 3 Ростовской АЭС
Характерными особенностями аварий на зарубежных и отечественных АЭС являются сложность процессов их развития и непредсказуемость. Анализ тяжелых аварий на TMI, Чернобыльской АЭС и других ЯЭУ, происшедших, главным образом, из-за нечетких и ошибочных действий оперативного персонала АЭС, позволил прийти к парадоксальному на первый взгляд выводу: именно человек обладает теми ресурсами, активное использование которых в будущем поможет предотвращать аварии. Однако существуют пределы человеческих возможностей при обработке информации. Наивысшая граница пропускной способности человека 44 бит/с, в стрессовых ситуациях она может снизиться до 0,5 бит/с, нередко сужается обзор информации. Требования активного участия обслуживающего персонала в управлении переходными процессами несовместимы с традиционным проектированием операторских АЭС с их избыточным числом измерительных приборов, сигнализаторов и органов управления, расположенных на больших площадях. Это объясняется первоначальным предназначением операторских, главным образом, для непосредственного управления, а не решения стратегических задач.
Оценки показывают, что вероятность безотказной работы операторов АЭС составляет 0,9972 1/ч. Автоматическое управление АЭС дает расчетное значение по вероятности безотказной работы СУ 0,999 1/ч. Комбинация оператора и автоматики позволяет достичь безотказности работы СУ до 0,9998 1/ч. Это говорит в пользу присутствия оператора наряду с автоматическими системами в контуре СУ ЯЭУ. Б расчетах безопасности АЭС часто принимается вероятность работы оператора, равная в среднем 0,999 1/ч.
Временная зависимость принятия решений оператором АЭС при неполной информации может быть описана байесовским процессом. Закон распределения времени принятия решения имеет логарифмически нормальное распределение с математическим ожиданием 0,9 и средним квадратическим отклонением 0,3 с при средней частоте принятия решений 1,5 1/ч, что дает вероятность ошибки 0,01 за время отклика, равное 2 с.
При рассмотрении проблем управления такими сложными системами как АЭС (когда речь идет о «размытом» управлении технологическими процессами) становится очевидным, что оператор может управлять сложным процессом более эффективно, чем автоматическая система. Поэтому даже при максимальной насыщенности современной АЭС средствами автоматики оценка критических ситуаций ложится пока на операторов, которые анализируют обстановку и принимают решения, руководствуясь опытом и эвристической логикой. Если же при этом оператор испытывает трудности, то их можно объяснить недостаточной скоростью или несовершенным способом представления информации, либо отсутствием анализа, необходимого для принятия соответствующих ситуации решений.
По материалам elektro-mister.ru.