DISZPOZÍCIÓ- TERVEZÉS

Átírás

1 DISZPOZÍCIÓ- TERVEZÉS Az atomerőmű komponenseinek térben, az erőmű épületeiben való elrendezésének, illetve az épületek elhelyezésének és belső tere felosztásának megtervezése, azaz a diszpozíció- tervezés, fontos szerepet játszik a létesítmény biztonsága szempontjából a mélységben tagolt védelem minden szintjén. Az elrendezési követelmények nem csak a nukleáris technológia elemeinek térbeli elhelyezésére vonatkoznak, hanem a telephelyen a technológiai és kiszolgáló létesítmények, épületek, szolgáltatások elrendezésére és logisztikájára egyaránt. A NAÜ SSR 2/1 tervezési követelményei az elrendezés legfontosabb aspektusait, mint a kiszolgálhatóság, az ember- gép kapcsolat, és a sugárvédelem érintik. A nemzeti szabályozások, mint például az NBSZ (NBSZ, 2012), vagy az EPR fejlesztésére kiadott francia ASN (ASN, 2000) útmutató is tartalmazzák a diszpozíciós követelményeket. A témakör részletes kifejtését az EUR 2. kötete adja (EUR, xxxx). A korszerű atomerőművek két alaptípusának, az AP1000 és az EPR tervében komoly szerepe van a biztonsági rendszerek térbeli szeparációjának, a nagyenegiájú csőtörésekkel, repülő tárgyakkal szembeni védelemnek. A mélységben tagolt védelem elvét követve az alábbi diszpozíciós követelményeket lehet megfogalmazni: 1. A normál üzemi feltételektől való eltérések és a hibás működések megelőzése, a annak megakadályozása, hogy a várható üzemi események tervezési üzemzavarokká váljanak: a. Komponensek, csővezetékek, berendezések és kábelek diszpozíciója biztosítsa a komponensek biztonságos alátámasztását, kihorgonyzását az üzemi, és üzemzavari rendkívüli és extrém hatások figyelembevételével, s a terhek megfelelő levezetését a tartószerkezetekre, a célszerűen legrövidebb cső és kábelszakaszokat, a megfelelő mértékű és helyes irányú lejtést 1, a víz- zsákok keletkezésének, vízütés okainak kizárását, a csővezetékeken a pangó zónák kizárását, a hőmérséklet- rétegződés és termikus fáradást okozó áramlási zónák kizárását, a minimális áramlás- keltette rezgéseket és hidro- akusztikus gerjesztést, a légtelenítés, a nem kondenzálódó gázok eltávolítása, a leürítés, a leiszapolás és a térfogatkompenzátor elhelyezésének geodetikus szempontjait (így például a fővízköri rendszerelemek elrendezésével biztosítani kell, hogy feltöltött állapotban az egyetlen szabad vízfelület a térfogat- kompenzátorban legyen, valamint a gőzfejlesztők leürítéséhez vagy karbantartásához ne legyen szükség a primerköri hőhordozó szintjének a melegági csonkok szintje alá történő csökkentésére (NBSZ, 2012)), 1 Például folyadékokat tartalmazó csövek esetén 5mm/m, aktív közeget tartalmazó csővezeték esetén 10mm/m, gőzvezeték esetén 20mm/m (EUR).

2 az aktivitás felhalmozódásának kizárását (az ALARA megvalósulása érdekében), a redundáns rendszerek kábeleinek, valamint a villamos és irányítástechnikai kábelek szétválasztását, a biztonsági villamosenergia- ellátás rendszerinek térbeli szétválasztását, a szellőző rendszerek beszívásainak megvédését a külső és belső hatásokból eredő gázoktól, füsttől, más épületek szellőzésével való kölcsönhatástól, az üzemeltethetőséget, a kiszolgálhatóságot, a karbantarthatóságot és a vizsgálhatóságot az optimális távolságokat a komponensek között és körül a tér ésszerű kihasználása mellett (1. ábra), a. Architektura, a helyiségek kialakítása biztosítsa a nagy komponensek, karbantartási és vizsgáló eszközök biztonságos be- és kiszállítását (2. ábra), a nehéz teher mozgatásának biztonságos (legkisebb veszéllyel járó) útvonalát 2, beleértve a cserélhető komponensek ki és beszállítását, felállítását és szerelését, közlekedési útvonalakat, a kijárat felé nyíló ajtókat, a szabad közlekedést elősegítő lépcsőfordulókat, lépés biztos lépcsőket, a cső, kábel és szellőzőcsatornákat befogadó folyosók szabad közlekedést biztosító tereit és a kijáratok közötti biztonságos távolságot, az azonos funkciójú rendszerek csővezetékei, kábelei térbeli elválasztását, a kölcsönhatások (repülő tárgyak, nagy energiájú csőtörések, elárasztások) kizárását, elmozdulás- korlátozók, ütközés- gátlók, védőfalak, pajzsok, árnyékolások, pódiumok, védőtávolság, zónák, stb. alkalmazásával, biológiai védelem, sugárvédelem és árnyékolás követelményét, jelölje ki a minimális dózissal járó útvonalakat, a kezelést, rendszeres karbantartást igénylő rendszerelemeket helyezze kis dózisteljesítményű térbe az ALARA érvényesítéséhez, munkabiztonsági szempontok, követelmények teljesítését, az aktivitást tartalmazó terek/tartályok alkalmas elhelyezését, hogy az aktív közeg kikerülésének lehetősége lehetősége minimális legyen, szivárgás- védelmet, szivárgás- gyűjtést és elvezetést (padlólejtés, zsompok, csatornázás, speciális csatornák), kiszolgálhatóságot, karbantarthatóságot és vizsgálhatóságot optimális útvonalakat, ahol a szükséges eszközökkel és védőfelszerelésben is lehet közlekedni, tároló, pihenő, elsősegély- nyújtó helyeket, a rendszerek, berendezések specifikációjának megfelelő környezeti körülményeket, visszaszívás- mentes szellőzést és légkondicionálást, 2 A magyar szabályozás szerint a nehéz teher megfelelő útvonala az, ha a teher leesése legfeljebb terveiési alap kiterjesztésébe tartozó szekvenciát indíthat (NBSZ, 2012).

3 tűzbiztonságot, zónákkal (célszerűen építészetileg kialakított), tűzgátak, tűzbiztos, ajtók, stb. alkalmazásával, a zónák kialakítását (ellenőrzött, kezelhető, korlátozottan kezelhető, nem kezelhető zónák, szabad zóna), összhangban a különböző környezeti körülményekkel (hőmérséklet, páratartalom, gőzök, gázok, sugárzási- szint), a kiszolgálhatóságra vonatkozó előírásokkal 3 (például ICRP ) a térrészek azonosításával és elhatárolásával 45, védőzónák kialakításnak lehetőségét kontaminált berendezések karbantartásához, dekontaminálható felületeket. b. A genplán kialakítása biztosítsa a megközelítési útvonalakat a nagyberendezések szállítási igényeire tekintettel (nyomvonal- szélesség, fordulási kör, stb.), beleértve a teljes személyzet zavartalan és gyors műszakváltását 6, a szeparációt, a kölcsönhatások kizárását (például a gépház orientációja a konténmenthez viszonyítva zárja ki, hogy a turbinalapát- törésből repülő tárgy a konténmentet eltalálja, vagy a biztonsági rendszerek térbeli szeparációját (lásd például az EPR biztonsági rendszerei elrendezését, 3. ábra), ön- és kölcsönös árnyékolást a külső hatásokkal szemben (az alacsonyabb biztonsági osztályú épületek, épület- részek árnyékolják, védjék a magasabb osztályba soroltak a repülő tárgyaktól, külső veszélyektől), fizikai védelmet, zónák, beléptetők, ellenőrző pontok kialakítását, tűzvédelmet, redundáns tűzivíz- hálózatot, több- blokkos telephely esetén a blokkok függetlenségét, a blokkok közötti kölcsönhatás kizárását, több, azonos típusú blokkok esetén a tükörszimmetria kerülését. 2. A tervezési alapba tartozó üzemzavarok megtervezett módon való kezeléséhez (az 1. pontban felsoroltakon túl) az elrendezés biztosítsa a. az azonos funkciót betöltő biztonsági rendszerek térbeli szeparációját a külső és belső veszélyek hatásainak csökkentésére, b. geodetikus szempontokat az inherensen biztonságos rendszerek működéséhez: gravitációs hozzáfolyás, természetes cirkuláció, huzathatás, c. robbanóképes gázok felhalmozódásának kiküszöbölését a megfelelő térkialakítással, 3 Dózisteljesítmény- és éves dóziskorlátok az egyes zónákban (EUR): környezet 0,1µSv/h, nem ellenőrzött 0,5µSv/h, 1mSv, ellenőrzött, kiszolgálható 10µSv/h, 20mSv. 4 Például állandó tartózkodásra alkamas a helyiség, ha a hőmérséklet <25 o C, korlátozottan, ha <40 o C nem kiszolgálható, ha <60 o C. 5 Döntő szerepe van a villamos és irányítástechnikai készülékek minősítésénél. 6 AZ EUR szerint 500 fő beléptetését 30 perc alatt.

4 d. a komponensek biztonságos alátámasztását, kihorgonyzását a rendkívüli és extrém hatások figyelembevételével, s a terhek megfelelő levezetését a tartószerkezetekre, e. menekülési útvonalakat 7, menekülést elősegítő, a menekülés irányában nyíló ajtókat, a szabad közlekedést elősegítő lépcsőfordulókat, lépésbiztos lépcsőket, a cső, kábel és szellőzőcsatornákat befogadó folyosók szabad közlekedést biztosító tereit és a kijáratok közötti biztonságos távolságot. 3. A tervezésen túli üzemzavari és baleseti folyamatok megállítása és a következmények enyhítése, továbbá a radiológiai következmények enyhítése érdekében az elrendezés biztosítsa a. a redundáns kimenekítési, megközelítési útvonalakat a létesítményben és a telephelyen, és a telephely és a környezet között, figyelembe véve, hogy egyes környezeti hatások, mint például súlyos földrengés esetén, a tágabb környezetben is jelentős károkkal kell számolni; b. a balesetkezelés inherensen biztonságos rendszereinek megfelelő diszpozícióját (olvadékfogó elhelyezése), c. megközelíthetőséget a balesetkezelési provizóriumok csatlakoztatásához. European Utility Requirement Document például részletesen közli az elrendezés szabályait. A kiszolgálhatóság, karbantarthatóság és vizsgálhatóság szempontjából az optimális távolságokat a komponensek között és körül az alábbiak szerint szabályozza, például: egy a tetején (600mm átmérőjű) búvó nyílással ellátott tartály felett minimum 2 m szabad térnek kell lenni, ha a tartályban radioaktív közeg van, a tartály alatt tálcának kell lenni, ha nincs az időszakos vizsgálatok terjedelmében, akkor két szomszédos csővezeték között az átmérők (hőszigeteléssel vett) összege, ha a csővezeték az időszakos felülvizsgálatok terjedelmében van, akkor a falaktól mért legkisebb szabad távolság 450mm, egyébként pedig 600mm szabad terület körben. A telephelyi szolgáltatások, mint tüzivíz és tűzvédelem, szellőzés, nagynyomású levegő, gázszolgáltatás, hűtővíz, kidobó- vezetékek elhelyezése, egymástól való elválasztása úgyszintén követi a fentiekben ismertetett elveket. 7 Az egységnyi menekülési út keresztmetszete az EUR szerint 0,6mx2,20m, ami sorkszorzódik a tervezett áteresztő képesség szerint, de az 1, illetve 2 főt áteresztő keresztmetszet legyen 0,9, illetve 1,4m széles. A kimenekítendő létszámtól függően az útvonalak száma és áteresztő képessége is változik, kevesebb mint húsz fő esetén egy egységnyi szélességű útvonal elégséges, míg 500 fő esetén 2+1 minimum hat főt egyidőben áteresztő út. A kiürítés tervezsénél figyelembe kell venni, hogy a kiürítés alagsorból, emeletről lépcsőzve történik.

5 1. ábra Csővezetékek körüli minimális távolságok az EUR nyomán

6 2. ábra A nagy komponensek be- és kiszállítás lehetőségének biztosítása SAFEGARD SAFEGUARD division 2 Division 3 Access building DIESEL DIESEL SAFEGARD division 1 REACTOR SAFEGARD division 4 Physical Protection by reinforced concrete shell Geographical Separation FUEL NUCLEAR AUXILIARY Standart Protection Equipment acces 3. ábra A biztonsági rendszerek térbeli szétválasztása A diszpozíciót és a létesítmény architektúráját is a létesítés logisztikájának, technológiájának kölcsönhatásában kell vizsgálni. Az előre legyártott és szerelt technológiai blokk, szerelési egységek kialakítása is hatással van a komponensek, a csővezetékek diszpozíciójára.

7 Az elrendezés tervezése során már figyelembe kell venni a leszerelés szempontjait. A tervben be kell mutatni, hogy a tervezés időszakában rendelkezésre álló technológiai színvonalon a leszerelés megvalósítható. A fent felsoroltak közül a megközelíthetőség a komponensek körbejárhatósága, a radioaktív közegek feldúsulásához vezető pangó zónák kizárása egyaránt elősegíti a leszerelést. A leszerelés tervezése ab ovo konzervatív, hiszen nehéz figyelembe venni azt a technikai fejlődést, ami ötven- hatvan év vagy még több idő alatt bekövetkezhet, mire a ma rajzasztalon lévő erőművet leszerelni fogják. A létesítményt integrálni kell a környezetbe, ami több kapcsolódással valósul meg: technológiai (hűtővíz), hálózati, logisztikai (út, vasút), külső veszélyekkel szembeni védelem (veszélyforrásokhoz való térbeli viszony), balesetelhárítási és fizikai védelemi (ellenőrizhető- e a terület). Fontos szempont a létesítmény környezetbe integrálásánál a környezet zavarásának, terhelésének (zaj, por, stb. építés alatt és üzem közbeni) minimalizálása. A létesítmény a táj része lesz és azt azzá is kell tenni.