Авария на Саяно-Шушенской ГЭС
Уроки для Украины
 |
Станислав АРТЮХ, доктор технических наук, профессор |
 |
Михаил ЯСТРЕБЕНЕЦКИЙ, доктор технических наук, профессор |
Случившееся стало крупнейшей техногенной чрезвычайной ситуацией после аварии на Чернобыльской АЭС. Погибли 75 человек, машины на станции (10 турбоагрегатов) практически полностью разрушены. На полное восстановление понадобится не менее трех лет, его стоимость, по различным источникам, колеблется от 10 до 21,6 млрд. руб. На длительное время нарушена система энергоснабжения обширного региона, возник огромный дефицит электроэнергии. Для нормализации электрообеспечения населения и промышленных потребителей потребуются существенные усилия со стороны действующих электростанций, что связано с большими экономическими затратами.
Ряд выводов из этой аварии следует сделать и на Украине.
В настоящее время у нас функционируют 10 крупных гидроэлектростанций (Днепрогэс, Киевские ГЭС и ГАЭС, Каневская ГЭС и др). Все они объединены в составе энергетической компании «Укргидроэнерго», которая в свою очередь входит в национальную энергокомпанию и Минтопэнерго Украины.
На украинских ГЭС, в отличие от российских, меньше напор воды, однако аварии, подобные той, что произошла на Саяно-Шушенской ГЭС, отнюдь не исключены.
Общеизвестно изречение, что правила техники безопасности пишутся кровью. Это в полной мере относится к атомной энергетике, где три крупнейшие аварии — на комбинате «Маяк» под Челябинском, АЭС «Тримайл Айленд» в США и Чернобыльской АЭС — привели к пересмотру идеологии обеспечения безопасности, включая коренное изменение правил ядерной и радиационной безопасности, к созданию специального государственного органа по регулированию безопасности атомных станций, не зависящего непосредственно от АЭС, и т. д.
Казалось, что на ГЭС проблема безопасности менее актуальна. До последнего времени считалось, что тут крупные аварии могут произойти только из-за состояния плотин (дамб), сдерживающих огромные массы воды верхних водохранилищ. При их разрушении или прорыве могут образоваться волны прорыва и катастрофические наводнения, приводящие к гибели большого числа людей. (Такое случалось, например, в Китае на реке Хуанхэ, в США — в штате Айдахо).
Однако масштабная авария на Саяно-Шушенской ГЭС продемонстрировала, что причиной может быть и отказ оборудования самой станции. Как показало произошедшее 17 августа, ГЭС по уровню опасности, увы, соотносимы с АЭС — как по тяжести последствий аварий, так и по скорости их развития.
Можно констатировать, что принципы обеспечения безопасности ГЭС во многом должны быть аналогичны применяемым на АЭС. И вообще, принципы обеспечения безопасности техногенно опасных (или, как часто говорят, критических) объектов имеют много общего, причем в наибольшей степени это относится к системам управления именно критическими объектами. Что же целесообразно применить на ГЭС, исходя из практики АЭС?
11 мая 2006 г. распоряжением Кабинета Министров № 269-р была утверждена «Концепция общегосударственной программы улучшения состояния безопасности, гигиены труда и производственной среды на 2006—2011 гг.». Программа касается главным образом угольной промышленности, строительства и транспорта, но в то же время носит общий характер и содержит весьма общие рекомендации. Для каждой отрасли эта программа должна быть конкретизирована. Каждый работник должен осознавать влияние его деятельности на безопасность и последствия, к которым может привести несоблюдение или некачественное выполнение требований нормативных документов, производственных и должностных инструкций, технологического регламента.
На каждой ГЭС должна быть разработана и реализована программа действий, направленных на становление и развитие культуры безопасности. Такая программа может включать несколько уровней:
— техническую политику руководства по обеспечению безопасности;
— ответственность и обязанность руководства по обеспечению безопасности;
— ответственность и обязанности каждого работника по обеспечению безопасности.
Конечно, указанными соображениями способы утверждения культуры безопасности не ограничиваются — это длительный процесс, который должен реализовываться не столько на бумаге, сколько в головах всех сотрудников как ГЭС, так и иных организаций, связанных со станциями.
Для АЭС государственное регулирование безопасности использования ядерной энергии определяется законом «Об использовании ядерной энергии и радиационной безопасности».
Его осуществляет в первую очередь Государственный комитет ядерного регулирования. Органы госрегулирования ядерной и радиационной безопасности независимы от государственных органов, учреждений и должностных лиц, деятельность которых связана с использованием ядерной энергии, в первую очередь от производителей электроэнергии.
Государственное регулирование безопасности использования ядерной энергии по отношению к АЭС предусматривает:
— установление нормативных критериев и требований, которые определяют условия использования ядерных установок и источников ионизирующего излучения в государстве (нормирование);
— предоставление разрешений на осуществление деятельности, связанной с использованием АЭС (осуществление разрешительной деятельности);
— осуществление надзора за соблюдением нормативных требований и условий предоставленных разрешений организациями, предприятиями и лицами, которые используют ядерные установки и источники ионизирующего излучения, включая принудительные меры (надзор).
В отличие от этого ведомственный надзор на ГЭС, осуществляемый организациями Минтопэнерго, недостаточен — он не относится к государственному регулированию и является внутренним делом Минтопэнерго. На первых стадиях развития атомной энергетики имел место тоже только ведомственный надзор. Независимое государственное регулирование безопасности возникло как реакция всех государств, использующих атомную энергию, на произошедшие аварии.
Неотъемлемой частью госрегулирования безопасности является государственная экспертиза ядерной и радиационной безопасности, которая обязательна не только для технико-экономических обоснований и проектов строительства и реконструкции, но и для оценки материалов, которые содержат обоснование безопасности, ряда технических решений по эксплуатации и др. Эти экспертизы проводит Госкомитет ядерного регулирования и организация его технической поддержки — Государственный научно-технический центр по ядерной и радиационной безопасности.
Мощности и функции Госгортехнадзора, также являющегося государственной независимой организацией (в свете уроков аварии на Саяно-Шушенской ГЭС), недостаточны. Возможно, целесообразно ввести должности государственных инспекторов Госгортехнадзора на ГЭС. Это всего 10 человек, но их влияние на повышение безопасности ГЭС может быть весьма велико.
Имеются международные стандарты по АЭС, как и по иным объектам, представляющим угрозу для безопасности. Они делят системы и элементы АЭС на классы (категории) безопасности в зависимости от влияния на безопасность. Чем выше класс безопасности, тем более высокие требования к качеству изготовления, надежности, эксплуатации элементов и систем. Во исполнение этих требований на АЭС разработаны многотомные классификаторы всего оборудования. На ГЭС такой классификации пока что нет.
Одним из основных требований к АЭС является апробированная инженерно-техническая практика. Технические решения, технологии, конструкции, системы и элементы, материалы, которые используются в проекте энергоблока АЭС и использование которых предусматриваются при его строительстве, должны быть апробированы опытом эксплуатации либо их применимость должна быть доказана результатами исследований и испытаний. Их обязаны совершенствовать с учетом новых научно-технических данных.
К апробированным поставщикам оборудования ГЭС (для турбин и генераторов) относятся украинские предприятия «Турбоатом» и «Электротяжмаш». При этом они не только не уступают иностранным, но по многим показателям превосходят их.
Для систем управления и другого оборудования, насколько нам известно, единых поставщиков нет, и каждый раз они определяются по результатам тендеров.
Надо сказать, что научно-производственная фирма (НПФ) «Ракурс» из Санкт-Петербурга, осуществившая поставку систем управления Саяно-Шушенской ГЭС, имеет большой опыт разработки и реализации систем управления ГЭС (19 ГЭС России, Индии, Анголы и других стран с 1994 г. по 2009 г). Сейчас трудно судить об оптимальности выбора этой фирмы, тем более что системы, осуществляющие часть функций управления, поставлялись и другими предприятиями. Однако ошибки при задании требований к системам управления, особенно к их быстродействию, очевидны.
Неотъемлемой частью обеспечения безопасности АЭС является глубокий анализ безопасности, моделирующий любые внутренние и внешние воздействия (исходные события аварий) с помощью современных математических методов, компьютерного моделирования и верификации компьютерных моделей, а также экспериментов на АЭС или в лабораториях. Такой анализ — чрезвычайно сложная задача, требующая больших усилий научных коллективов, имеющихся в США, Германии, России и др. Анализ безопасности и разработка сценариев аварий является частью проекта любой АЭС, и он выполнен для всех АЭС Украины.
Целесообразно направить усилия научных коллективов (институтов Национальной академии наук, вузов страны, конструкторских бюро заводов — поставщиков оборудования и др.) на разработку моделей возможных тяжелых аварий и на ГЭС, что позволит разработать методы их избежания.
Так, авария на Саяно-Шушенской ГЭС развивалась в течение 1,5—2 сек., а требования к системам управления для остановки агрегата на этой ГЭС ограничены в пределах 10 сек. Подобное несоответствие могло быть устранено, если бы имелась соответствующая модель поведения гидроагрегата в таких аварийных ситуациях.
Старение оборудования — ахиллесова пята любых критических систем. На АЭС имеются программы управления старением, продления ресурса. Что же касается ГЭС, то, по сообщениям прессы, 40% гидромеханического оборудования украинских станций нуждаются в реконструкции. Анализ старения необходим и для иных видов оборудования, в частности, систем управления. Нельзя не отметить той огромной работы, которую проводит компания «Укргидроэнерго» и ее председатель Герой Украины С. И. Поташник по реконструкции ГЭС Днепровского каскада.
Большую роль в обеспечении безопасности АЭС сыграло создание в 1957 г. Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ). Все страны, где есть АЭС, являются его членами. Эта организация осуществляет не только разработку согласованных в международном масштабе документов по безопасности, обмен информацией и подготовку кадров, но и чрезвычайную помощь в случае аварии.
О существовани такой международной организации для ГЭС нам неизвестно. Возможно, следует поставить вопрос о целесообразности ее создания.
Обеспокоенность безопасностью ГЭС отнюдь не является прерогативой только авторов настоящей статьи — «Укргидроэнерго» на совещании 9 сентября по проблемам состояния гидротехнических сооружений и оборудования рассмотрело дополнительные меры по обеспечению безопасности ГЭС, 11 сентября состоялось совещание по этим вопросам в СНБО. Министерство по вопросам чрезвычайных ситуаций и делам защиты населения от последствий Чернобыльской катастрофы также усиливает меры по безопасности гидротехнических сооружений. Работы по обследованию оборудования и сооружений Ташлыкской ГАЭС и Александровской ГЭС, входящих в состав ОП «Южно-Украинская АЭС», проводит и эта атомная станция совместно с «Укргидроэнерго».
Надеемся, что эта статья обратит внимание читателей газеты, а также всех заинтересованных организаций на проблему безопасности ГЭС Украины.
Станислав АРТЮХ,
д. т. н., проф., заслуженный деятель науки и техники Украины,
почетный ректор и завкафедрой «Электроэнергетика»
Украинской инженерно-педагогической академии,
Михаил ЯСТРЕБЕНЕЦКИЙ,
д. т. н., проф., заслуженный деятель науки и техники Украины,
начальник отдела НТЦ ЯРБ Украины, Харьков
Станислав АРТЮХ,
Михаил ЯСТРЕБЕНЕЦКИЙ
Смотрите также: