Режим работы — безопасный

Недавно прошла информация о том, что в Иране при кибератаке была полностью выведена из строя обогатительная фабрика урана. Подобное вмешательство в работу российских атомных станций сегодня исключено, утверждает кандидат технических наук, завлабораторией мехатронных комплексов НИИ многопроцессорных вычислительных систем имени академика Каляева ЮФУ Владимир Коробкин. Недаром разработка таганрогских ученых, отвечающая за защиту и эффективную работу станций, удостоена премии Правительства РФ.

Проблема

Задача, которая стояла перед таганрогскими учеными, была такова: обеспечение безопасности в ходе транспортно-технологических операций с ядерным топливом.

Ядерным топливом в реакторе является тепловыделяющая сборка — их 163 в водо-водяном энергетическом ядерном реакторе, том типе реактора, который используется на Ростовской, Нововоронежской, Лениградской и других атомных станциях. Сборка представляет собой набор тепловыделяющих элементов, в которых находятся урановые таблетки.

Сама сборка работает в реакторе, как правило, четыре года. Отработавшее это время топливо выгружают, а то топливо, которое там находится еще год-два-три, переставляют по определенной схеме, которую вычисляют физики-ядерщики.

Но современное топливо требует более тщательного подхода к выемке из реактора и помещения в него. При перегрузке топлива нужно не только соблюдать скоростные параметры, но и точность захвата перегрузочной машиной тепловыделяющей сборки должна составлять плюс-минус 1 мм. Разрушение тепловыделяющей сборки — это нарушение первой категории по классификации МАГАТЭ. Это не ядерная авария, приводящая к взрыву, но нарушение изоляции урановых таблеток, что приводит к повышению радиационного фона.

К чисто техническим задачам прибавлялась и экономическая составляющая: один час простоя блока атомной станции при перегрузке топлива приводит к потере примерно 980 тысяч долларов.

Потому задача состояла в том, чтобы создать систему управления, позволяющую не только точно наводить перегрузочную машину на головку тепловыделяющей сборки, чтобы ее можно было вытащить без нарушений, но и сделать это с как можно более высокой скоростью.

Точно и экономично

Итог работы таганрожцев таков: если раньше перегрузка одной кассеты (тепловыделяющей сборки) занимала примерно один час, то сейчас — 20 минут. Экономические потери при перегрузке топлива одного блока таким образом сократились на более чем 106,5 миллионов долларов Нужно отметить и тот факт, что сегодня используется такое топливо, которое позволяет с подобными скоростями его перемещать.

Была сделана более точной и механика перегрузочной машины. И, наконец, была создана система управления, которая позволяет, обеспечивать безопасность необходимого перемещения ядерного топлива с высокими скоростями.

— Мы сделали непосредственно само программно-аппаратное обеспечение системы управления перегрузки, — рассказал Владимир Коробкин. — Отмечу, что аппаратное обеспечение наполовину российского производства (компьютеры, датчики, провода, мониторы, кнопки и так далее). А программное обеспечение полностью разработано в нашем институте. Причем оно представляет собой многоуровневую, многопроцессорную и многофункциональную систему. И каждый уровень этой системы отвечает конкретно за свои параметры безопасности. Параметры безопасности — это показатель комплексный: не только точное перемещение ядерного топлива, но и безопасность работы всей системы, которая имеет глубокую диагностику в случае отказа. Стоит упомянуть и кибербезопасность созданной системы, то есть, никто не сможет в нее влезть и что-то изменить в программном обеспечении. Любая попытка проникновения будет однозначно замечена и пресечена.

А взлом программного обеспечения сегодня, как говорится, милое дело. Нет числа попыткам нанести России экономический ущерб. Потому надежная защита системы, как говорится, имеет значение.

Программное обеспечение процесса перегрузки, уточнил Владимир Владимирович, построено многопотоково, то есть, одновременно работают все функции — безопасности, управления, диагностики и так далее. А интеллектуально все это объединяет программное обеспечение, увязывающее работу этих параллельных процессов.

— Так что наши станции не просто надежные, но и экономически могут конкурировать с зарубежными атомными станциями, — закончил свой рассказ ученый.

А как у них

За рубежом предпринимались попытки внедрения автоматических режимов управления перегрузкой ядерного топлива. Однако эти попытки не дали положительного результата. Они приводили к потерям фактического контроля за перегружаемыми изделиями; к множественным и длительным остановкам из-за срабатывания блокировок и отказов оборудования (из-за сложности и громоздкости СУ); к повреждениям перегружаемых элементов, включая повреждение ядерного топлива.

Например, в США, по данным фирмы Westinghouse, произошли 125 инцидентов, связанных с перегрузкой ядерного топлива. В ряде случаев внедрение заканчивалось запретом на использование автоматических режимов (например, на АЭС Олкилуото, Финляндия).

Что же касается результатов работы таганрогских ученых, то они внедрены при создании и модернизации транспортно-технологических комплексов перегрузки ядерного топлива на 17 энергоблоках российских АЭС и шести энергоблоках зарубежных АЭС.