Применение имитационных моделей для оценки технико-экономических характеристик вариантов работ по демонтажу оборудования блока АЭС

Выбор подходящего варианта вывода из эксплуатации (ВЭ) для конкретного блока АЭС осуществляется на основе многофакторного анализа, при котором необходимо рассмотреть ряд как общих для всех АЭС, так и конкретных факторов, присущих именно этому объекту. Эти факторы охватывают вопросы безопасности, охраны окружающей среды и здоровья населения, стоимости работ, социально-экономического воздействия на положение региона, наличия необходимых финансовых, технических, материальных и людских ресурсов и т. д.

С учетом длительности, сложности и потенциальной опасности процесса ВЭ для персонала, населения, окружающей среды, значительной стоимости практической реализации вывода, а также с учетом развития современных информационных технологий и наличия на сегодняшний день информационно наполненных баз данных вывода из эксплуатации на ряде АЭС РФ, созданных с применением трехмерного моделирования, представляется необходимым и возможным осуществлять предварительное моделирование процесса вывода (или его основных, наиболее сложных, технологических операций) на имитационных многомерных интерактивных моделях блока АЭС (ИМ ВЭ блока АЭС).

В требованиях нормативно-технических и руководящих документов Ростехнадзора и Концерна «Росэнергоатом» определено создание и наполнение информационной системы базы данных вывода из эксплуатации (ИС БДВЭ) для всестороннего информационного сопровождения процесса ВЭ. Формирование ИМ ВЭ должно являться составной частью создания ИС БДВЭ.

На сегодняшний день работы по созданию информационной системы базы данных вывода из эксплуатации блоков АЭС осуществляются достаточно активно. Однако все созданные и создаваемые на текущий момент информационные системы пока решают только базовую задачу систематизации, сохранения и передачи знаний на длительные временные сроки. Вместе с тем зарубежный опыт показывает возможность создания и высокую эффективность применения ИМ ВЭ блоков АЭС. Достаточно привести такие примеры, как система инженерной поддержки ВЭ АЭС Fugen, или программные комплексы STILLKO, CORA-CALCOM, которые позволяют получать достаточно точные оценки стоимости вывода, осуществлять расчеты объемов образующихся РАО, отрабатывать сложные технологии демонтажа на виртуальных моделях с подсчетом дозовых нагрузок, проводить обучение персонала и т. д. В качестве практического примера применения подобных технологий можно привести один из крупнейших проектов современности по выводу из эксплуатации 5 энергоблоков с реакторными установками типа ВВЭР на АЭС Greifswald в Восточной Германии, в процессе которого активно применялись информационные системы, базы данных и расчетные комплексы оценки различных аспектов вывода из эксплуатации блоков.

Основной целью создания и применения имитационной модели вывода из эксплуатации блока АЭС является снижение издержек и повышение безопасности осуществления выбранного стратегического варианта вывода блока за счет системного управления требованиями к его проекту, многофакторного предварительного компьютерного имитационного моделирования и оптимизации осуществления как всего процесса вывода в целом, так и его отдельных наиболее сложных технологических операций, итеративной верификации проекта для удовлетворения сформулированных требований.

Задавая в ИМ ВЭ различные варианты конечных состояний, планов‑графиков осуществления работ с указанием конкретных применяемых технологий и технологических процессов демонтажа элементов конструкций блока, на «выходе» возможно будет получить временные и финансовые характеристики варианта осуществления работ, объема образующихся РАО, величины дозовых нагрузок на персонал, выполняющий работы. Немаловажным фактором является возможность визуального динамического отображения процесса демонтажа элементов конструкций блока для оценки корректности и оптимальности осуществления этапов работ, выявления пространственно-временных коллизий, а также для предварительного обучения персонала.

Формирование ИМ ВЭ должно осуществляться после первоначального наполнения ИС БДВЭ блока АЭС в достаточном объеме.

Определенный по результатам применения ИМ ВЭ оптимальный способ осуществления работ в рамках выбранного стратегического варианта должен являться основой для преобразования ИМ ВЭ в ND-проектную модель вывода, которая совместно с данными комплексного, инженерного и радиационного обследования (КИРО), а также разработанной при проектировании ВЭ проектно-конструкторской, организационно-технологической, сметной и иной документацией, введенной в состав ИС БДВЭ, должна формировать электронный проект ВЭ блока АЭС (ЭП ВЭ).

ND-проектная модель ВЭ должна в дальнейшем использоваться при планировании и управлении практическими работами по выводу блока АЭС в соответствии с разработанными и отраженными в ней проектными решениями.

Для достижения указанной цели имитационная модель вывода из эксплуатации должна обеспечивать решение следующих задач:

Формирование и поддержание иерархически декомпозированной системы требований к проекту вывода из эксплуатации, применяемым методикам и технологиям выполнения работ, организационным, технологическим, экономическим и другим накладываемым ограничениям.

Использование данных ИС БДВЭ в качестве основы для формирования ИМ ВЭ, включая трехмерные инженерные модели промплощадки и блока АЭС, интегрированные с проектными, эксплуатационными данными и данными КИРО по зданиям, сооружениям, системам и оборудованию (ЗССО) промплощадки и элементам блока АЭС. Степень детализации указанной информации ИС БДВЭ, ее трехмерных моделей должна быть достаточна для решения задач имитационного моделирования и получения достоверных оценок аспектов реализации того или иного варианта выполнения отдельных работ по ВЭ и всего процесса вывода в целом.

Ведение информационного банка данных (альтернативных) технологий и методик осуществления типовых технологических операций по ВЭ (дезактивация, демонтаж, подъемно-транспортные операции) с указанием применяемого оборудования, механизмов, инструментов, а также временных, людских, финансовых и других параметров их применения.

Формирование планов‑графиков различного уровня выполнения работ по ВЭ с возможным указанием используемых ресурсов. ............