1. Глава 4 Извлеченные уроки и меры, которые требуется принять ................................1
4.1 Меры против природных опасностей ......................................................................2
4.2 Обеспечение энергоснабжения ...............................................................................2
4.3 Меры против потери систем конечного поглотителя тепла ..................................3
4.4 Меры против утечки водорода .................................................................................3
4.5 Готовность к аварийным ситуациям (тренировки/учения)...................................4
4.6 Меры против землетрясений / цунами (примеры) ...............................................4
4.6.1 Допущение в отношении силы землетрясений / цунами ................................4
4.6.2 Защита площадки от цунами .............................................................................5
4.6.3 Защита зданий....................................................................................................6
4.7 Готовность энергоснабжения (примеры мер)........................................................7
4.7.1 Полная потеря источников энергоснабжения и потеря источников
постоянного тока ..........................................................................................................7
4.8 Примеры мер, направленных на предотвращение потери конечного
поглотителя тепла .........................................................................................................10
4.8.1 Ввод воды в реакторы ......................................................................................10
4.8.2 Потеря охлаждения морской водой ................................................................12
4.8.3 Вентиляция гермооболочки .............................................................................13
4.9 Меры в отношении водорода .................................................................................14
4.10 Противоаварийные меры (особенно – подготовка персонала) ........................15
4.10.1 Подготовка персонала ....................................................................................15
4.10.2 Кондиционирование воздуха и экранирование на центральном щите
управления .................................................................................................................16
4.10.3 Измерения в ходе аварий ..............................................................................17
4.10.4 Центр противоаварийного управления..........................................................19
4.10.5 Радиационный контроль / контроль производства работ ...........................20
4.10.6 Организация/командование или субординация ..........................................22
4.10.7 Коммуникация..................................................................................................23
4.10.8 Мониторинг окружающей среды ....................................................................24
4.10.9 Подготовка мер противодействия стихийным бедствиям (средства
тяжелой механизации / аварийно-спасательные), система взаимопомощи в
аварийной ситуации ...................................................................................................26
4.11 Обеспечение целостности отработавшего топлива ..........................................27
4.12 Сводка вышеперечисленных контрмер................................................................28
Глава 5 Временная шкала аварии по настоящий момент ..........................................38
Глава 6 Заключение...........................................................................................................1
Глава 4 Извлеченные уроки и меры, которые требуется принять
Как описано в Главе 3, ситуация на атомной электростанции Фукусима-Дайичи
стала серьезной по причине потери источников энергии вследствие повреждения
большей части оборудования безопасности при ударе цунами, а также вследствие
отказа резервных средств (мер противодействия тяжелым авариям), с помощью
которых, как ожидалось, ситуация должна была быть взята под контроль.
Уроки, извлеченные нами из данной аварии, состоят в том, что критическими
являются следующие приготовления / контрмеры:
•Меры против природных опасностей
•Обеспечение энергоснабжения
•Меры против потери систем конечного поглотителя тепла
4-1
2. •Меры против утечки водорода
•Готовность к аварийным ситуациям (тренировки/учения)
4.1 Меры против природных опасностей
В настоящем документе описаны повреждения, вызванные землетрясением и
последующим цунами, и представлены наши рекомендации касательно контрмер.
Сила землетрясения, которое произошло 11 марта 2011 г., в целом не
превысила прогнозные значения, заложенные в проект установки. Анализ,
проведенный компанией TEPCO после аварии с использованием полученных
данных о сейсмических волнах, показал, что устройства и оборудование
безопасности не были бы выведены из строя. Однако комбинация нескольких
подземных толчков в непосредственной близости породила мощную волну цунами.
Возможность такого явления никогда до этого не принималась во внимание.
Необходимо произвести переоценку высоты вероятных волн цунами на основании
осознания этого нового явления.
Источники, снабжающие станцию энергией, были повреждены цунами.
Согласно расчетам, в основу которых были положены устаревшие знания, не
предполагалось, что высота волны цунами превысит уровень возвышения станции.
По этой причине возможные последствия попадания морской воды не были
внимательным образом рассмотрены, и достаточные контрмеры не были приняты.
Поскольку точный масштаб природных опасностей, таких как цунами или
тайфуны, предсказать невозможно, мы обязаны быть готовыми к опасностям,
которые могут превышать расчетные проектные основы. Если существует
вероятность, пусть даже минимальная, тяжелой аварии на электростанции, мы
обязаны предпринять шаги к тому, чтобы защитить существующие хозяйственные
объекты и повлиять на то, чтобы была повышена устойчивость и устранены
уязвимые места возможно большего числа установок/оборудования.
4.2 Обеспечение энергоснабжения
На случай, когда энергоснабжение станции прерывается, имеются внешние
источники энергоснабжения, использование которых может быть начато в целях
обеспечения снабжения электроэнергией. Если по тем или иным причинам внешние
источники энергоснабжения оказываются недоступными, плановым образом в
работу включаются аварийные дизель-генераторы (ДГ), которые снабжают энергией
оборудование безопасности. Обычно имеются две (или три, в зависимости от типа
реактора) группы аварийных ДГ, каждая из которых обеспечивает 100% снабжение
энергией. Источники энергии проектируются с учетом многовариантности работы и
разнообразия.
На АЭС Фукусима-Дайичи внешнее энергоснабжение прервалось из-за
землетрясения, а затем все источники переменного тока стали
неработоспособными, поскольку произошло затопление аварийных ДГ и
распределительных щитов вследствие цунами. Несмотря на то, что некоторые
источники постоянного тока избежали повреждения затоплением, емкость
аккумуляторных батарей была исчерпана прежде, чем энергоснабжение было
восстановлено. В результате многие системы прекратили работу, и ситуация стала
критической. С другой стороны, один аварийный ДГ с воздушным охлаждением на
блоке 6 Фукусима-Дайичи оказался вне воздействия цунами, и его
работоспособность сохранялась. Количества распадного тепла на этом блоке были
небольшими, поскольку блок был в нерабочем состоянии, поэтому имелось
достаточное время для того, чтобы осуществить расхолаживание. Тот факт, что
4-2
3. данный блок успешно удалось перевести в состояние холодного останова, может
быть использован как пример при планировании контрмер в будущем.
Что касается энергоснабжения, нам необходимо усилить имеющиеся
системы/оборудование с точки зрения готовности к естественным опасностям и
ввести надежные меры резервирования на случай, если все же произойдет их
функциональный отказ.
Возможные подходящие меры включают в себя обеспечение
водонепроницаемости объектов для их защиты от возможного воздействия цунами,
а также использование мобильных энергоустановок для снабжения энергией в
случае функционального отказа имеющегося оборудования.
4.3 Меры против потери систем конечного поглотителя тепла
Как было отмечено ранее, одной из существенных причин усугубления
ситуации на Фукусима-Дайичи был функциональный отказ аварийных ДГ при потере
энергоснабжения. В то время как причиной неработоспособности части аварийных
ДГ стало затопление ДГ / распределительных щитов, вклад в неработоспособность
некоторых ДГ внесло также повреждение насосов морской воды из-за цунами.
На фоне тяжелых повреждений оборудования, вызванных отсутствием
энергоснабжения, отказ насосов морской воды был не так заметен. Вместе с тем
потеря насосов морской воды может стать причиной одномоментного
функционального отказа разного прочего оборудования (такого как конечные насосы
охлаждающей воды и теплообменники), что будет иметь своим следствием
дальнейшее усугубление ситуации.
Поэтому необходима защита насосов морской воды от воздействия цунами, и
не менее важны меры по немедленному восстановлению их работоспособности.
Также необходимо защитить системы охлаждения реактора на случай
неработоспособности насосов морской воды. Имея в виду необходимость
охлаждения реакторов в ходе остановов, следует планировать альтернативные
варианты ввода теплоносителя с использованием имеющегося оборудования или
мер, предусмотренных для установки временных систем, и защитить источники воды
таким образом, чтобы была обеспечена непрерывная охлаждающая способность.
4.4 Меры против утечки водорода
Взрывы, предположительно – водорода, на блоках 1, 3 и 4 Фукусима-Дайичи
разрушили крыши и стены соответствующих реакторных зданий и создали
препятствия для взятия ситуации под контроль.
В таких обстоятельствах расхолаживание реакторов и поддержание операций
по охлаждению должно иметь наивысший приоритет независимо от того,
повреждена активная зона или нет. Точные данные о состоянии активной зоны в
ходе аварийной ситуации на атомной станции могут отсутствовать, поэтому следует
учитывать возможность повреждения активной зоны и утечки водорода. Водород
представляет собой легкотекучее вещество. Необходимо помнить о том, что
водород в случае утечки может распространиться за пределы стандартной зоны
удержания.
Для удержания водорода обычно используется гермооболочка, которая также
играет роль рекомбинатора, в котором для инактивации водорода добавляется азот.
Однако в ситуациях, когда высокие значения температуры / давления
превышают проектные уровни, может иметь место утечка водорода через
гермопроходки или сальниковые уплотнения фланцев с накоплением водорода в
4-3
4. реакторном здании. При вентиляции гермооболочки водород далее может поступать
по трубам, соединенным с вытяжной трубой.
В предположении возможности утечки водорода следует ввести меры против
утечки / накопления и разработать методы контролируемого сжигания. При принятии
таких мер следует также допускать возможность прерывания энергоснабжения.
4.5 Готовность к аварийным ситуациям (тренировки/учения)
Сотрудникам и подрядчикам на Фукусима-Дайичи пришлось работать в
экстремальных условиях: отсутствие электроэнергии, потеря измерительных
приборов и средств, потеря связи, высокие уровни радиации, сильнозагрязненная
среда, разбросанные обломки и строительный мусор, постоянно поступающие
предупреждения о цунами, аварии на нескольких реакторных установках, а также
необходимость осуществления других противоаварийных операций, таких как
прокладка временных шлангов / кабелей и установка оборудования радиационного
мониторинга. Лишь немногие из работников когда-либо ранее сталкивались с
решением подобных задач, и это была одна из причин того, что их выполнение
заняло слишком большое время. Трудности испытывали не только работники на
площадке. Командная структура центральных учреждений TEPCO также пришла в
беспорядок ввиду количества аварий и быстро прогрессирующих повреждений.
Мы обязаны ввести меры борьбы с такими ситуациями, накладывающими
ограничительные условия.
Сейсмически изолированное здание эффективно функционировало как
аварийный командный пост. Этот факт является прекрасным примером для других
атомных станций. На основе опыта, полученного в этой аварии, были добавлены
различные системы / оборудование и введены новые противоаварийные
руководства. Необходимо проводить тренировки / учения, учитывающие возможные
ограничительные условия, с использованием имеющихся в настоящее время систем
/ оборудования и руководств, с тем чтобы добиться профессионализма в
реагировании на аварийные ситуации. В ходе таких тренировок необходимо
оценивать системы антикризисного управления, командные линии и эффективность
каждой из мер и при необходимости улучшать их.
Примерами противоаварийных мер являются следующие.
4.6 Меры против землетрясений / цунами (примеры)
4.6.1 Допущение в отношении силы землетрясений / цунами
Несмотря на то, что сила землетрясения 11 марта 2011 г. превысила значение
максимального ответного ускорения для референтного сейсмического воздействия
(Ss), все противоаварийные функции, а именно «Останов», «Охлаждение» и
«Удержание», осуществлялись на Фукусима-Дайичи в течение и непосредственно
после землетрясения, до того как на площадку обрушились волны цунами.
Насосы морской воды и аварийные ДГ стали неработоспособными после того,
как мощные волны цунами достигли участков на площадке станции, притом что
внешнее энергоснабжение прервалось вследствие землетрясения. Более того, все
энергоисточники и конечные поглотители тепла были одномоментно потеряны в
результате затопления КРУ, энергоузлов и систем питания постоянным током.
Вызванные землетрясением / цунами повреждения подъездных путей и
обломки препятствовали выполнению операций по подключению внешних
энергоисточников. В результате состояние полной потери энергоснабжения станции
длилось несколько часов, и ввод теплоносителя в реакторы начался с опозданием.
4-4
5. Обнаруженные факты / извлеченные уроки
•Сочетание множественных гипоцентров породило мощное (по магнитуде,
размерам пораженной территории и длине смещения) землетрясение. Подобные
взаимосвязанные землетрясения не предвиделись.
•Несмотря на силу землетрясения, спектр сейсмического отклика в точке
фундамента реакторных зданий, как оказалось, характеризовался теми же
величинами, что и спектр отклика проектной основы (сейсмические колебания
грунта, Ss). Важные для безопасности системы и оборудование продолжали
работать.
•Большой сдвиг разлома породил огромные приливные волны. Сочетание этих
волн создало массивную волну цунами, превзошедшую по высоте прогнозируемый
для цунами уровень, которая обрушилась на станцию, причинив обширные
повреждения.
Меры, которые следует принять
С учетом приведенных выше обнаруженных фактов нужно принять следующие
меры:
•Текущие допущения проектной основы для сейсмических колебаний грунта (Ss),
по-видимому, соответствуют будущим землетрясениям. Однако в целях
обеспечения безопасности следует также учитывать возможные комбинации
множественных гипоцентров в близлежащих акваториях.
•Для расчета высоты волн будущих цунами, вызванных землетрясением, следует
учитывать возможные комбинации гипоцентров в качестве источника волн на
границе океанских впадин и плит. Задаваемую величину вероятного расстояния
смещения в гипоцентре следует также соответствующим образом
откорректировать в сторону увеличения.
Меры устранения препятствий, мешающим проведению противоаварийных
операций, например, обращение с обломками, описаны в разделе 4.5.4 «Готовность
к аварийным ситуациям (средства тяжелой механизации и аварийно-спасательные
работы) и организация совместных противоаварийных действий».
4.6.2 Защита площадки от цунами
Мощные волны цунами легко преодолели уровень возвышения площадки
Фукусима-Дайичи. В результате повреждения систем морской воды и потери
энергоснабжения, в т.ч. аварийного, прекратилась работа системы охлаждения
реактора.
Баки, сорванные со своих мест волнами, блокировали подъездные пути, став
причиной дополнительной задержки при подготовке к подаче теплоносителя с
помощью пожарных автомобилей.
Обнаруженные факты / извлеченные уроки
•Оборудование / системы станции могут, в зависимости от своего расположения,
оказаться затопленными, и морская вода может воспрепятствовать надлежащему
функционированию оборудования безопасности.
•Руины и обломки как последствия цунами могут блокировать подъездные пути и
создать препятствия для прибытия противоаварийного транспорта на место
действия.
Меры, которые следует принять
4-5
6. С учетом приведенных выше обнаруженных фактов нужно принять следующие
меры:
•Безопасность требует, чтобы все системы, зависящие от энергоснабжения, были
расположены на участках, не подверженных воздействию цунами. Необходимо
установить береговые дамбы (противоприливные барьеры) или волноломы.
Альтернативно, необходимо принять такие меры обеспечения безопасности
систем, как защитные барьеры или многоуровневые меры обеспечения
водонепроницаемости..
•Необходимо установить барьеры, препятствующие превращению конструкций в
плавающие обломки, которые блокируют доступ противоаварийных транспортных
средств. Нужно предусмотреть наличие средств тяжелой механизации для
расчистки руин и удаления обломков.
4.6.3 Защита зданий
В результате удара цунами вода затопила здания, приведя оборудование
безопасности в неработоспособное состояние.
(1) Водонепроницаемость участков расположения критических систем
Почти вся территория, окружающая главные здания Фукусима-Дайичи, была
затоплена волнами цунами. Вода хлынула в здания предположительно через
проемы на уровне земли, такие как дверные проемы и люки для оборудования,
вентиляционные проемы (жалюзийные двери) и проемы, соединенные с
подземными траншеями (щелевые проходки для кабелей и трубопроводов).
Большая часть аварийных распределительных щитов на блоках с 1 по 5 и
панели основного шинопровода постоянного тока на блоках 1, 2 и 4 оказались под
водой. (На блоке 6 затопления не было.)
Аварийные ДГ также вышли из строя на блоках с 1 по 5 из-за затопления либо
самих аварийных ДГ, либо их распределительных щитов. На блоках 2, 4 и 6 были
установлены воздухоохлаждаемые аварийные ДГ, из которых два (на блоках 2 и 4)
оказались неработоспособными из-за затопления соответствующих
распределительных щитов. (Водоохлаждаемый аварийный ДГ на блоке 6 также был
не работоспособен из-за выхода из строя системы охлаждения морской водой,
поврежденной в результате цунами.)
Каркас главного здания, в том числе внешние стены и опоры, не получил
значительных повреждений при цунами. Однако поступление воды в здания через
проемы стало причиной потери оборудования энергоснабжения, в результате чего
были потеряны все источники постоянного и переменного тока и системы конечного
поглотителя тепла.
Обнаруженные факты / извлеченные уроки
•Недостаточная готовность к предотвращению затопления и неадекватная
сопротивляемость ударам волн, вследствие чего морская вода проникла в
главные здания через разбитые двери со стороны моря и через другие проемы,
такие как жалюзийные двери.
•В результате цунами хлынувшая через входные двери и другие проемы морская
вода затопила важные системы / оборудование (например, электросистемы), что
привело к выходу из строя этого оборудования.
•Из-за накопления морской воды внутри зданий с опозданием осуществлялись
восстановительные операции.
Меры, которые следует принять
4-6
7. С учетом приведенных выше обнаруженных фактов нужно принять следующие
меры:
•Следует осуществить шаги по улучшению защиты от затоплений, в том числе
улучшить герметизацию проходок и проемов (таких как дверные и
вентиляционные).
•Воздействие затопления необходимо минимизировать путем обеспечения
водонепроницаемости дверей в помещения, где располагаются ключевые системы
безопасности.
•Здания необходимо оборудовать переносными дренажными насосами для
обеспечения откачки морской воды и тем самым быстрого восстановления.
•Двери со стороны океана, а также двери, которые могут подвернуться прямому
воздействию волн цунами, должны быть укреплены.
(2) Защита систем морской воды от затопления
На АЭС Фукусима-Дайичи вследствие непредвиденной высоты цунами
прекратили работу системы морской воды, однако соответствующие системы блоков
5 и 6 были вскоре восстановлены за счет использования резервных насосов. На
АЭС Фукусима-Дайни прекратили работу все системы морской воды, кроме одной на
блоке 3, однако в конечном итоге удалось вернуть системы в работу за счет
использования резервных двигателей. На АЭС Токаи-Дайни остались в работе все
насосы морской воды, кроме одного, из-за того, что противоприливная обваловка
участка насоса морской воды была в стадии сооружения. Ни на одной из станций не
было проблем с закупориванием или повреждением подводящих каналов
обломками.
Обнаруженные факты / извлеченные уроки
•Фукусима-Дайичи потеряла все насосы морской воды из-за цунами.
•Необходимо принять специальные меры для того, чтобы не происходила
одновременная потеря всех насосов морской воды.
Меры, которые следует принять
С учетом приведенных выше обнаруженных фактов нужно принять следующие
меры:
•Необходимо принять меры защиты от затопления, включая сооружение
противоприливных стен вокруг участков насосов морской воды.
•Необходимо создать резерв дополнительных двигателей в целях обеспечения
быстрого восстановления.
•Следует резервировать переносные насосы морской воды, либо установить
водонепроницаемые насосы.
4.7 Готовность энергоснабжения (примеры мер)
4.7.1 Полная потеря источников энергоснабжения и потеря источников постоянного
тока
В результате землетрясения прервалось внешнее энергоснабжение станции.
Немедленно произошел штатный запуск аварийных ДГ, и необходимое снабжение
станции энергией было восстановлено.
Однако затем вследствие удара цунами чрезвычайной силы системы
энергоснабжения, в том числе аварийные ДГ, которые не были защищены от
4-7
8. затопления, оказались под водой, и все источники энергоснабжения переменным
током были потеряны. Энергопитание от источников постоянного тока, которые
избежали затопления, позже иссякло вследствие исчерпания ресурса
аккумуляторных батарей. В результате Фукусима-Дайичи потеряла все источники
энергии.
Следы цунами указывают на то, что волны достигли территории ОРУ и
приемных трансформаторов. Энергоснабжение через соседнюю подстанцию,
которое являлось одной из мер реагирования на тяжелую аварию, было потеряно,
поскольку работа ближайшей подстанции также прекратилась.
На блоках 1, 2 и 4 АЭС Фукусима-Дайни также были потеряны системы
охлаждения морской водой. Тем не менее, охлаждение активной зоны
поддерживалось системой изолированного охлаждения активной зоны (RCIC), за
которым последовала операция по альтернативному охлаждению активной зоны.
Тем временем была восстановлена работа систем морской воды, и активные зоны
реакторов были переведены в состояние холодного останова. Таким образом,
безопасность электростанции может быть обеспечена за счет использования
аварийных систем / оборудования, при условии обеспечения источников
энергоснабжения.
В целях восстановления энергоснабжения на Фукусима-Дайичи были сделаны
попытки подвезти мобильные энергоустановки и подключить к ним станционные
системы. Доступ на станцию был затруднен из-за возникших в результате
землетрясения заторов и повреждений на прилегающих дорогах. Затопление
распределительных щитов стало причиной длительной потери всех источников
энергии на станции, несмотря на то, что на Фукусиму для оказания помощи в
проведении восстановительных работ были направлены аккумуляторные батареи и
людские ресурсы для прокладки тяжелых кабелей.
Обнаруженные факты / извлеченные уроки
•Для компенсации потери внешних источников энергоснабжения были
установлены аварийные ДГ. Однако из-за воздействия цунами аварийные ДГ
также стали неработоспособными. Необходимо предусмотреть резервные
системы помимо этой.
•Для обеспечения надежности работы входных трансформаторов и ОРУ
необходимо защитить от цунами внешнее энергоснабжение, осуществляемое
через эти устройства.
•Аварийные ДГ и связанные с ними системы оказались затопленными и вышли из
строя в результате цунами. Эти ДГ необходимо защитить от повреждений
подобного рода.
•Некоторые из систем энергоснабжения постоянным током оказались под водой и
вышли из строя. Другие такие системы, избежавшие затопления, исчерпали свой
энергетический ресурс и утратили работоспособность, поскольку возможности для
их перезарядки не имелось. Необходимо учитывать подобные долгосрочные
потребности.
•Системы противодействия тяжелым авариями (распределительные щиты для
передачи электроэнергии от других подстанций) были затоплены в результате
цунами. Такие системы должны быть защищены от затопления.
•В порядке противоаварийного реагирования на АЭС Фукусима-Дайичи были
направлены мобильные энергоустановки, доставка которых задержалась из-за
неблагоприятных условий, созданных землетрясением и цунами. Мобильность
передвижных энергоустановок является весьма полезной характеристикой, однако
4-8
9. необходимо также проработать способ обеспечения их ускоренной доставки в
неблагоприятных условиях.
Меры, которые следует принять
С учетом приведенных выше обнаруженных фактов нужно принять следующие
меры:
• Резервное энергоснабжение на случай неработоспособности аварийных ДГ:
— Создание резерва защищенных от землетрясения/цунами мобильных
энергоустановок (газотурбинных или дизель-генераторных) или
аккумуляторных батарей большой ёмкости) в качестве резервных
источников питания и введение противоаварийных процедур
(указывающих, например, способов получения топлива для них, скажем
дизельного, а также способов подключения к этим источникам).
• Защита источников внешнего энергоснабжения от затопления:
— Проанализировать расположение / планировку входных трансформаторов
и ОРУ и необходимым образом обеспечить их водонепроницаемость.
• Защита аварийных ДГ и связанных с ними систем от цунами:
— Проанализировать расположение / планировку аварийных ДГ, систем
энергоснабжения (низко- и высоковольтных) и систем охлаждения
аварийных ДГ и необходимым образом обеспечить водонепроницаемость
структур, в которых они размещены.
• Защита систем постоянного тока от затопления:
— Проанализировать расположение / планировку систем постоянного тока и
необходимым образом обеспечить их защиту от возможного повреждения
водой.
— Установить пути зарядки источников постоянного тока (аккумуляторных
батарей) от резервных энергоисточников.
• Защита систем энергоснабжения внутри зданий (меры противодействия
тяжелым авариям) от затопления:
— Проанализировать защиту систем энергоснабжения внутри зданий
(меры противодействия тяжелым авариям) от затопления и необходимым
образом улучшить их надежность.
Для того чтобы улучшить сейсмостойкость внешних источников энергии, всем
энергокомпаниям следует по указанию правительства проанализировать
устойчивость к сейсмическим воздействиям своих линий электропередачи и
повысить надежность объектов, расположенных в местах возможных оползней.
Энергокомпании также должны рассмотреть вопросы надежности и
функционирования сложных энергосистем.
Логичной стратегией представляется повышение ёмкости аккумуляторных
батарей, однако осуществимость ее сомнительна ввиду требуемого места для такой
системы и ее ограниченной эффективности. Поэтому в целях обеспечения
энергоснабжения постоянным током первым шагом является обеспечение
энергоисточников, которые питают системы постоянного тока. Вторым шагом будет
введение методов зарядки батарей после потери таких энергоисточников.
Факторы, которые могут быть помехой для операций по восстановлению
энергоснабжения, являются общими с другими операциями. Эти факторы и подходы
описаны в разделе 4.10 «Готовность к аварийным ситуациям».
4-9
10. 4.8 Примеры мер, направленных на предотвращение потери конечного
поглотителя тепла
4.8.1 Ввод воды в реакторы
В данной аварии невозможно было задействовать электроприводную систему
ввода воды ECCS (аварийная система охлаждения активной зоны), в то время как
пароприводная система ввода воды не могла продолжить работу из-за потери
управления от аккумуляторных батарей постоянного тока спустя определенный
период времени либо по некой неизвестной причине.
В данном случае требовалось некоторое время для того, чтобы альтернативная
система ввода низкого давления могла начать подачу охлаждающей воды в реактор,
поскольку прежде требовалось осуществить сброс давления в реакторе в условиях
потери энергоснабжения приводов и давления приводящего воздуха разгрузочного
клапана (функция автоматического сброса давления, функция предохранительного
клапана). Вдобавок, невозможно было использовать альтернативную систему ввода
воды MUMC (система конденсатной подпиточной воды), поскольку ее насос был
затоплен, а дизельный пожарный насос системы пожарной защиты отказал. Более
того, системы альтернативного ввода высокого давления (CRD, SLC) находились в
состоянии, в котором в условиях полной потери энергоснабжения их работа не
могла начаться.
Как показано выше, ввод воды (пресной) в реакторы невозможно было
осуществить с помощью существующих устройств ввода, и в конце концов были
использованы пожарные автомобили – для аварийного ввода морской воды.
Кроме того, в отношении систем ввода воды реальная ситуация с
повреждениями была не известна, поскольку эти системы не могли
функционировать из-за потери энергоснабжения, за исключением некоторого
оборудования, о котором было известно, что оно повреждено морской водой,
нахлынувшей в здания.
Обнаруженные факты / извлеченные уроки
• Попытка справиться с ситуацией успеха не имела вследствие того, что все системы
ECCS были неработоспособны из-за полной потери энергоснабжения, вызванной
землетрясением и цунами, в течение продолжительного периода времени, а также
того, что системы предотвращения тяжелых аварий невозможно было
использовать. Поэтому необходимо проанализировать меры обеспечения
долговременного ввода воды (включая резервирование источников воды) даже в
случае удара землетрясения и цунами.
•В случае потери функции системы ввода воды высокого давления следует
осуществлять альтернативный ввод при низком давлении для сброса давления в
реакторе. Однако давление снизить трудно в случае потери источника, приводящего
клапан сброса давления в реакторе. Пройдет некоторое время, прежде чем можно
будет использовать альтернативную систему ввода низкого давления. Поэтому
необходимо проанализировать меры предупреждения потери приводящего
источника систем, требуемых для осуществления сброса давления в реакторе.
•В отношении основной части системы ввода воды также необходимо принять меры
против затопления здания морской водой в случае цунами.
Меры, которые следует принять
В свете вышеописанного следует принять во внимание меры борьбы, которые в
случае событий на реакторах BWR могут быть следующими:
4-10
11. • Обеспечить функцию ввода воды для достижения гарантированной подачи воды
в реактор в случае потери имеющихся приводящих источников на длительный
период времени.
— Повысить надежность энергоснабжения имеющейся системы ввода путем
развертывания резервного блока питания или источника энергии большой
ёмкости;
— Предусмотреть альтернативные средства ввода в реакторы с
использованием переносных вальных насосов и шлангов, которые не
зависят от имеющегося энергоснабжения;
—Подготовить резервное энергоснабжение и запасные баллоны со сжатым
воздухом, необходимые для приведения в действие клапана SRV, с помощью
которого обеспечивается надежный сброс давления в реакторе;
—Резервировать источники воды (в т.ч. морской воды, как «последнего
средства»)
•Для систем предупреждения тяжелых аварий должны быть предусмотрены меры
против затопления за счет установки обваловок и водонепроницаемых дверей в
объеме, соответствующем ожиданиям в отношении «последнего средства» в
сочетании с другими альтернативными средствами.
•Ввести меры против затоплений путем использования водонепроницаемых
отсеков для размещения оборудования безопасности, такого как система
аварийного охлаждения активной зоны реактора.
В случае реакторов PWR следует иметь средства охлаждения через систему
второго контура, требуемые в случае полной потери энергоснабжения станции. В
этом случае вода будет подаваться в парогенераторы с помощью турбоприводных
насосов вспомогательной питательной воды с использованием пара в качестве
приводящего источника, и будет иметься возможность сброса пара из
парогенератора через главный паровой предохранительный клапан. Это
эквивалентно сохранению функции ввода воды в реакторы BWR; поэтому важно
обеспечить средства подачи воды в парогенератор и средства сброса пара. Для
достижения непрерывного отвода тепла в течение продолжительного времени
предлагаются следующие меры:
•Повысить надежность энергоснабжения существующей системы ввода воды
путем развертывания резервного блока питания или источника энергии большой
ёмкости.
•Предусмотреть альтернативные средства ввода в парогенераторы с
использованием переносных вальных насосов и шлангов, которые не зависят от
имеющегося энергоснабжения.
•Предусмотреть более надежные меры охлаждения реакторов при помощи
парогенераторов с использованием главного парового предохранительного
клапана (в. т.ч. резервные баллоны со сжатым воздухом)
• Резервировать источники воды (в т.ч. морской воды, как «последнего
средства»)
Как отмечено в отчете, "пожарный гидрант извергал воду, но эта
фильтрованная вода не могла быть использована в качестве источника". На данном
совещании по расследованию приводился аргумент в пользу необходимости
повышения надежности системы водяного пожаротушения. Однако компания TEPCo
представила следующее объяснение: "было трудно реагировать на аварию в
условиях, когда противопожарная система была повреждена землетрясением". Пока
не известно, действительно ли это было так, поэтому в отношении необходимости
4-11
12. обследования системы противопожарной защиты (FP) решение будет принято после
того, как станут доступны результаты расследования, проведенного компанией
TEPCo.
4.8.2 Потеря охлаждения морской водой
Поскольку цунами было более мощным, чем это предполагалось в проекте,
насос морской воды и вспомогательное оборудование были повреждены и вышли из
строя. Тракт отвода тепла «реактор — система удаления остаточного тепла —
замкнутая система охлаждающей воды реакторного здания — морская вода» для
конечного сброса тепла (конечный поглотитель) утратил свою функцию, и таким
образом тепло, генерируемое реактором, удалить было невозможно.
Вдобавок к этому из-за эффектов, отличных от потери функции насоса морской
воды, невозможно было использовать вспомогательное оборудование – насос
охлаждающей воды и теплообменник – необходимое для охлаждения насосов
морской воды, и поэтому система аварийного охлаждения активной ECCS и
вспомогательное реакторное оборудование не могли работать, даже если бы
энергоснабжение не было потеряно.
Обнаруженные факты / извлеченные уроки
•Необходимо изучить меры против затопления, поскольку насосы морской воды
окажутся неработоспособными в случае цунами более мощного, чем
предполагалось. (Меры см. в разделе, относящемся к цунами)
•Необходимо изучить способы восстановления насосов морской воды,
подвергшихся затоплению.
•Необходимо изучить способы сохранения тракта отвода тепла на случай, если
быстрое восстановление работоспособности насосов морской воды окажется
невозможным.
Меры, которые следует принять
В свете описанного выше предлагаются следующие меры.
• Альтернативы насосам морской воды
—Разместить резервные моторы насосов морской воды и разработать
процедуру замены после потери функциональности
—Обеспечить энергоснабжение, которое может поддержать минимум
функций, требуемых от насосов морской воды.
• Предусмотреть возможность быстрого восстановления работоспособности
насосов морской воды
—Предусмотреть материалы для очистки и просушки применительно к
моторам насосов морской воды
• Обеспечить альтернативный тракт отвода тепла
—Дисперсия тепла в атмосферу посредством вентиляции гермооболочки (см.
следующий раздел))
Для реакторов PWR, помимо необходимости принятия вышеперечисленных
мер, следует иметь альтернативный тракт отвода тепла «реактор — парогенератор
— атмосфера» с использованием системы второго контура с парогенератором, на
случай если тракт отвода тепла «реактор — система удаления остаточного тепла —
замкнутая система охлаждающей воды реакторного здания — замкнутая система
4-12
13. охлаждающей морской воды реакторного здания — морская вода» утратит свою
функцию конечного поглотителя тепла.
4.8.3 Вентиляция гермооболочки
В данной аварии тракт отвода тепла к конечному поглотителю (море) не
функционировал из-за потери охлаждения морской водой, поэтому тепло из
реактора в соответствии с процедурой отводилось по каналу «реактор —
гермооболочка — атмосфера (вентиляция)»
Для обеспечения быстрого сброса давления открытием разгрузочно-
предохранительного клапана SRV было необходимо перед сбросом пара снизить
давление в гермооболочке путем вентиляции.
Далее, с нарастанием давления в гермооболочке вентиляция и сброс давления
осуществлялись в целях обеспечения целостности гермооболочки.
В этом случае требовалось выждать определенное время, прежде чем начать
вентиляцию, по следующим причинам:
•из-за отсутствия питания измерительных приборов невозможно было получить
точные сведения о давлении в гермооболочке.
•отсутствовало дистанционное управление из-за потери энергоснабжения
вентиляционной задвижки и давления в баллоне. Хотя альтернативная ручная
операция и была запланирована, потребовалось определенное время для
изучения и установления способов её реализации.
•в дополнение к этому, из-за повышения радиационных уровней и температуры
окружающей среды в здании, доступ в зону вентиляционной задвижки оказался
чрезвычайно затруднен.
•в конечном итоге была объявлена и подтверждена эвакуация жителей в
окрестности станции.
Обнаруженные факты / извлеченные уроки
•Временные перезаряжаемые аккумуляторные батареи, которые можно было
бы использовать для питания измерительных приборов, а также временные
источники энергоснабжения и баллоны со сжатым воздухом для приводов
вентиляционных задвижек не были заблаговременно подготовлены на случай
аварийной ситуации с длительной потерей всех источников энергоснабжения
станции; дозы радиации в районе расположения вентиляционных задвижек
после повреждения активной зоны реактора стали весьма высокими, и
потребовалось некоторое время для осуществления операции вентиляции.
Поэтому необходимо изучить вопрос о более надежном осуществлении
операции вентиляции в случае длительной потери всех источников
энергоснабжения станции.
•Необходимо осуществлять удаление радиоактивных веществ, отличных от
инертных газов, накапливающихся из-за эффекта мокрой очистки в воде
бассейна понижения давления (S/C), при одновременном усилении мер защиты
от повреждения гермооболочки вследствие перегрева, для того чтобы
предупредить повреждение гермооболочки при проведении вентиляции.
Меры, которые следует принять
В свете описанного выше предлагаются следующие меры для реакторов BWR.
• Повысить надежность операции вентиляции в условиях полной потери
энергоснабжения
4-13
14. — Предусмотреть временные энергоисточники для питания контрольно-
измерительных приборов, необходимых для определения условий,
требующих подготовки к вентиляции и осуществления вентиляции
— Предусмотреть резервный энергоисточник и приводящий источник для
осуществления операции вентиляции
• Оптимизировать условия осуществления операции вентиляции
— Проводить в будущем исследования для оптимизации времени
начала вентиляции и выполнить необходимый анализ.
• Усилить альтернативный метод орошения гермооболочки после повреждения
активной зоны.
Для реакторов PWR, кроме того, следует иметь систему расхолаживания через
второй контур и парогенератор даже в случае отказа отвода тепла к конечному
поглотителю из-за потери охлаждающей воды. Это система должна быть способна
удалять тепло, генерируемое в реакторе. Поэтому в случае PWR необходимость в
сбросе энергии в ГО путем вентиляции отсутствует.
Определена конструкция разрывной мембраны, которая будет
предусматривать функцию предотвращения выброса атмосферы гермооболочки в
окружающую среду вследствие неправильной работы задвижек, и рабочее давление
будет установлено выше проектного значения с учетом такой неправильной работы.
Если можно будет надежно открыть задвижку вентиляционной системы в процессе
роста давления в гермооболочке, она обеспечит выполнение изначально
назначенной ей функции понижения давления; поэтому, как считается, нет
необходимости в изменении конструкции разрывной мембраны. В то же время меры,
направленные на снижение уставки срабатывания разрывной мембраны,
предоставят более широкий выбор возможностей при реагировании на аварию,
поскольку эти меры могут способствовать раннему осуществлению сброса давления
в гермооболочке, а будут ли приняты эти меры, зависит от экспертной оценки
возможностей обеспечения электроснабжения, с учетом того, что обычно из-за
подобной неправильной работы выбрасываются лишь небольшие объемы
радиоактивных материалов.
4.9 Меры в отношении водорода
В данной аварии из-за повреждения активной зоны произошла утечка
водорода, который собрался в реакторном здании. В результате вызванные
водородом взрывы произошли 12 марта в 15:36 в реакторном здании блока 1 и 14
марта в 11:01 в реакторном здании блока 3.
Вследствие этих взрывов были затруднены операции по прокладке кабелей и
подключению шлангов.
Кроме того, произошел взрыв, возможно, вызванный водородом, в реакторном
здании блока 4 15 марта в 6:00.
Обнаруженные факты / извлеченные уроки
•В результате продолжительной утечки и накопления водорода вследствие
повреждения активных зон реакторов произошли взрывы водорода в реакторных
зданиях. Необходимо рассмотреть меры предупреждения подобной ситуации.
•В случае вентиляции гермооболочки с использованием усиленной баростойкой
линии вентиляции необходимо изучить меры предотвращения выхода водорода за
пределы вытяжной трубы резервной системы газоочистки (SGTS), либо
4-14
15. предотвращения распространения водорода через стык вытяжных труб с другими
блоками.
•Если температура в гермооболочке растет, а давление превышает проектное
значение, водород может через проходки и уплотнения гермооболочки просочиться
в реакторное здание, что может вызвать взрыв водорода.
Меры, которые следует принять
В свете описанного выше предлагаются следующие меры.
•Для предупреждения взрыва водорода необходимо изучить меры предотвращения
или снижения выделения водорода, который будет накапливаться в реакторном
здании.
•Для случая данной аварии необходимо исследовать пути утечки водорода в
реакторное здание и определить необходимость, если таковая имеется, установки
детекторов газа для надлежащего мониторинга накопления водорода.
•Если линия вентиляции гермооболочки имеет ответвления, необходимо изучить
меры предотвращения выхода водорода за пределы таких вытяжных труб.
•Если вытяжная труба находится в совместном пользовании, необходимо изучить
меры предотвращения перетекания водорода на другие блоки и обеспечить
независимость в инженерном отношении.
•Необходимо провести подготовку персонала и иметь в наличии процедуры,
разработанные для борьбы с утечками и накоплением водорода.
Что касается проходок и уплотнений гермооболочки, нереально требовать
нужное качество уплотнения в условиях, выходящих за проектные пределы, поэтому
следует предложить меры предупреждения таких условий. С учетом того, что утечке
водорода способствует повреждение активной зоны, необходимо принять
соответствующие меры борьбы с утечками водорода, которые могут иметь место.
4.10 Противоаварийные меры (особенно – подготовка персонала)
4.10.1 Подготовка персонала
По причине тяжелых условий окружающей среды при осуществлении
противоаварийного реагирования на площадке, в случае данной аварии, когда
практически полностью отсутствовало освещение и средства связи, наличествовали
высокие уровни радиации и разбросанные обломки строительных конструкций, на
местах было весьма трудно выполнять работы, такие как прокладка кабелей от
мобильных энергоустановок, прокладка альтернативных шлангов для подачи воды и
т.п. Обычно работы на местах держат в напряжении и требуют значительного
времени, однако мы управлялись с ними в сравнительно короткие сроки за счет
усилий работников. Работы на местах, которые требовалось осуществить на этот
раз, не были до сего времени предусмотрены в программе подготовки персонала в
части реализации мер противодействия тяжелой аварии.
Кроме того, эта авария отличалась тем, что происходила одновременно на
нескольких блоках, и это не было предусмотрено в стандартной программе
подготовки. Поэтому требовалось быстрое принятие решений и реагирование при
наличии в каждый конкретный момент времени ограниченного числа лиц из
персонала.
Обнаруженные факты / извлеченные уроки
•Подготовка персонала в части осуществления мер противодействия тяжелой
аварии должна включать в себя обучение выполнению реальных операций на
4-15
16. местах с учетом тяжелых условий работы; такое обучение должно осуществляться
на постоянной основе, с тем чтобы в случае аварии действия носили системный
характер.
•Лица из персонала должны проходить регулярную подготовку к действиям в темпе
развития аварийной ситуации; они должны поощряться к тому, чтобы получать
знания о том, как действия по реагированию на инцидент влияют на ход развития
событий.
Меры, которые следует принять
На основании представленных выше результатов предлагаются следующие
контрмеры.
• получение знаний / обретение профессионализма
—Накапливать знания и профессиональные навыки, необходимые каждому
лицу из персонала в ходе тяжелой аварии, и соответствующим образом
обеспечивать каждого работника базовыми знаниями и профессиональной
подготовкой.
• Тренировка по месту, основанная на реальных действиях
—Проводить с лицами из персонала тренировки на местах выполнения
соответствующих операций, предпочтительно требуемых как меры
противодействия тяжелой аварии, таким образом, чтобы обеспечить более
высокий уровень профессионализма работников в части процедур и методов.
—Моделировать работы на местах в ночное время или без средств связи, а
также работы с полным комплектом защитных средств, таких как защитная
одежда и полнолицевая маска и т.п. Также учесть влияние препятствий на
пути к месту выполнения операций.
• Тренировка выполнению действий в темпе развития аварийной ситуации:
—Обеспечить эффективную подготовку персонала, в которой основное
внимание обращено на надежное сотрудничество и принятие решений в
условиях, соответствующих реальным, например – тренировки вслепую,
тренировки в реальном времени и др., в дополнение к тренировкам на
основе сценария.
—Подтвердить интервалы времени, необходимые для выполнения таких
действий, как подход к месту работ, одевание защитных средств,
выполнение работ по месту и т.п., и убедиться, насколько действия человека
влияют на развитие событий.
—Использовать тренажеры и пр. для того, чтобы добиться выполнения
персоналом действий в темпе развития аварийной ситуации.
Вышеупомянутую подготовку персонала предпочтительно проводить на
постоянной основе, с тем чтобы освежать в памяти извлеченные уроки и постоянно
поддерживать / повышать профессиональные навыки.
4.10.2 Кондиционирование воздуха и экранирование на центральном щите
управления
В данной аварии операторы не могли войти в помещение центрального щита
управления, либо не могли оставаться там долгое время из-за высоких уровней
радиации.
Кроме того, система вентиляции ЦЩУ, в которой используются угольные
фильтры воздуха для удаления радиоактивного йода, не работала из-за потери
4-16
17. энергоснабжения на длительное время, и поэтому даже в помещении ЦЩУ
операторам необходимо было носить полнолицевые маски.
Эти условия понизили уровень обитаемости ЦЩУ, что стало препятствием для
осуществления мероприятий реагирования на инцидент.
Обнаруженные факты / извлеченные уроки
•Из-за длительной потери энергоснабжения работа системы вентиляции ЦЩУ была
невозможна. Необходимо рассмотреть меры реагирования на эту ситуацию.
•Из-за высоких доз излучения операторы не могли войти в помещение центрального
щита управления, либо не могли оставаться там долгое время. Необходимо
рассмотреть меры реагирования на эту ситуацию.
Меры, которые следует принять
На основании вышеописанных результатов ниже представлены некоторые
возможные контрмеры.
• Контрмеры, направленные на обеспечение долговременной обитаемости ЦЩУ
—Обеспечить энергоснабжение для работы системы вентиляции ЦЩУ в ходе
аварийных ситуаций. В связи с этим ввести соответствующую
эксплуатационную процедуру.
—Исследовать причины того, почему повысилась до больших уровней доза
излучения, чтобы можно было усилить меры радиационной защиты.
4.10.3 Измерения в ходе аварий
В данной аварии было потеряно энергоснабжение контрольно-измерительных
систем, поскольку к длительной полной потере источников энергоснабжения станции
добавилась неработоспособность блока питания постоянного тока. По этим
причинам важные параметры, такие как уровень воды, давление и температура в
реакторе не измерялись, либо произошла потеря данных, зарегистрированных для
этих параметров, и статус реактора, например – состояние впрыска, оставался
неопределенным. Для восстановления работоспособности контрольно-
измерительного оборудования потребовалось подключение инструментальной
панели ЦЩУ к аккумуляторам, собранным с автомобилей.
В отношении надежности данных контрольно-измерительного оборудования
можно сказать, что разные детекторы давали для уровня воды в реакторе разные
значения. Согласно проведенным сравнительным измерениям уровня воды с
помощью приборов, временно установленных для проверки надежности
инструментальных данных, реальный уровень воды в реакторе, возможно, был ниже
предела измерений уровнемера в зоне топлива. В связи с этим мониторинг тренда
нулевого уровня воды уровнемера указывал на то, что нулевой уровень воды,
возможно, непрерывно снижался за счет испарения под действием высоких
температур в корпусе гермооболочки.
По мере развития аварии требовалось проведение непредусмотренных
измерений, таких как измерение уровня воды в БВ ОЯТ ввиду испарения воды из
бассейна, измерения концентрации водорода для определения путей утечки
водорода из корпуса гермооболочки в реакторное знание и мест его скопления, и т.д.
Фактически средства измерения отсутствовали, что затруднило реагирование на
инцидент. Более того, наличие в здании высоких уровней радиации не давало
возможности персоналу приблизиться к приборам, и таким образом восстановление
измерительной системы стало трудной задачей.
Обнаруженные факты / извлеченные уроки
4-17
18. •(Надежный источник питания) Потеря функции мониторинга на ЦЩУ вследствие
потери электропитания на длительный срок выходила за рамки допущений. В
порядке реагирования на ситуацию следует ввести этот вариант в рассмотрение.
•(Расширение диапазона технических параметров измерительных средств). Ввиду
того, что уровень воды в реакторе в ходе тяжелой аварии упал ниже предела
измерений соответствующего прибора, требуется учесть влияние начала тяжелой
аварии на поведение системы измерения важных параметров, наличие которых
необходимо для понимания статуса станции.
•(Дополнение к измеряемым параметрам). Отсутствовали средства для получения
ответов на запросы, которые не предполагались при «стандартно» допускаемом
протекании аварийной ситуации, такие как измерение концентрации водорода в
реакторном здании. В порядке реагирования на ситуацию следует принять это во
внимание.
•(Обеспечение надежности средств измерения). Не имелось способов
подтверждения надежности системы измерений (измеренных данных) важных
параметров, таких как уровень воды в реакторе, в ходе аварии. В порядке
реагирования на ситуацию следует принять это во внимание.
Меры, которые следует принять
На основании вышеописанных результатов ниже представлены некоторые
возможные контрмеры.
• (В отношении надежного источника питания). Соображения по быстрому
восстановлению работоспособности измерительного оборудования в случае
длительной потери электропитания.
—Подготовить временное хранение аккумуляторных батарей и
соединительных кабелей поблизости от ЦЩУ как резерв на случай
необходимости организации энергоснабжения.
—Пересмотреть варианты электропитания контрольно-измерительных
приборов, например – с использованием энергосберегающих технологий или
источников бесперебойного питания, если необходимо.
• (В отношении расширения диапазона технических параметров измерительных
средств). Соображения относительно средств измерения важных параметров,
наподобие уровня воды в реакторе, наличие которых необходимо для
понимания статуса станции в ходе тяжелой аварии.
— Рассмотреть возможность разработки измерительной системы,
характеризующейся расширенными пределами измерения уровня воды, а
также средств получения представления о состоянии реактора даже в
случае потери реакторных измерительных приборов вследствие развития
тяжелой аварии – путем измерений в корпусе гермооболочки.
• (В отношении дополнительно измеряемых параметров). Соображения в
отношении выбора параметров, измерение которых впервые потребовалось в
ходе данной аварии, и средств для измерения этих параметров.
— Ввести систему измерения параметра, например – концентрации
водорода в реакторном здании.
• (В отношении обеспечения надежности измерений). Рассмотрение путей
обеспечения надежности системы измерений (измеренных данных) важных
параметров в ходе аварии.
4-18
