Самоорганизация IT-Систем для электростанций: Авария это результат игры человека с природой (ч.1)

Теория игр – это математическая теория конфликтных ситуаций. Условно, назовём производственную деятельность электростанции игрой человека с природой. В этой игре каждая сторона желает выиграть. Человек, управляя электростанцией, стремится принести любой ценой максимальную прибыль Генерирующей компании через выработку электроэнергии и тепла, не обращая внимания на Игру противника, т.е. природы. А природа также желает взять своё через износ оборудования, ржавление трубопроводов, различные поломки, пробои в обмотках трансформаторов, самопроизвольные срабатывания управляющей автоматики и ошибки самого Человека.

В данной игре без Smart-MES у человека шансов нет. В конечном счёте, всё равно выигрывает природа и происходит авария. Когда это произойдёт, никто не знает. Но если Человек не использует Smart-MES для постоянного контроля над этой конфликтной ситуацией, то это обязательно произойдёт. В данном случае планово-предупредительные ремонты не помогут – они, возможно, лишь несколько отодвинут аварию, но могут её и приблизить.

Представим, например, трубу. Она постоянно ржавеет, ржавеет она неравномерно. Но раз она ржавеет постоянно, значит, величина возможного максимального давления в этой трубе падает постоянно. И если за этим не следить, то в конечном итоге её разорвёт. А последствия этой аварии зависят от того, где она была установлена.

Рассмотрим, как это легко можно контролировать. Примем для нового трубопровода: K=1, а для максимального рабочего давления (Pm): Kp=Pi/Pm<=1, где Pi – давление в «i» день после начального запуска трубопровода. Примем также условие безаварийной ситуации: K*Kp<=1. Причём, «K» каждый день увеличивается на величину: 1/(S*365), где S - продолжительность срока службы в годах. Из этого следует, что в «i» день эксплуатации трубопровода допустимое рабочее давление должно быть следующим: Pi=Pm/(1+i/(S*365)).

Но раз подобного постоянного контроля нет ни на одной электростанции, то чем больший износ оборудования, тем вероятность возникновения аварий разной степени только увеличивается. Износ же на многих электростанциях превышает 50%, а они работают на полную мощность. Мало того, даже на атомных электростанциях продляется эксплуатация энергоблоков, отработавших свой плановый ресурс.

Да, комиссия дает положительное заключение на продление. Да, не хватает электроэнергии и народу надо где-то работать. Но комиссия не может знать, что делается внутри труб. И даже их контроль может не выявить дефекты, появившиеся со временем. Даже если и произойдёт авария на АЭС, то за это будет расплачиваться всё Государство, но на тепловых то электростанциях авария приведёт вообще к огромным убыткам именно Генерирующих компаний. К тому же новая тенденция расширения электростанций перспективными энергоблоками ПГУ тем более требует постоянного контроля над нагрузками устаревшего оборудования.

Человек в Игре с Природой всегда проигрывает, потому что Природа не имеет понятия жалость, ей нельзя дать «на лапу», она не принимает откаты. Её можно только перехитрить постоянным контролем над ситуацией и своевременным вмешательством для замены устаревшего оборудования. Ведь появление свища на трубопроводе это одна из форм проявления начальной стадии аварии. Но бывает, что разносит всю турбину с гораздо большими последствиями, чем во время её заменить.

Природа в теории статистических решений рассматривается как некая незаинтересованная инстанция, поведение которой неизвестно, но, во всяком случае, не содержит элемента сознательного противодействия планам Человека. Однако, в условиях неопределённости с точки зрения безаварийной оптимальной работы Человеку трудно принять обоснованное решение для максимального выигрыша. Для описания удачности применённой стратегии в теории решений вводится понятие риска. В нашем случае это риск аварии. При вычислении риска, соответствующего каждой стратегии в данных условиях, учитывается общая благоприятность для Человека данного состояния Природы. При выборе оптимальной стратегии в неизвестных условиях с известными вероятностями можно пользоваться не только средним выигрышем, но и средним риском, который, разумеется, нужно обратить в минимум.

Исходя из трёх ниже перечисленных фактов, я ставлю под сомнение абсолютную безопасность всех АЭС в России и за рубежом, на которых отсутствует безаварийная технология на системе Smart-MES.

Привожу эти факты из Интернета и из прессы, которые не требуют опровержения.

Первый факт: «7 июня 2013 года в 19:45 энергоблок №4 Ленинградской АЭС остановлен действием автоматики в штатном режиме в соответствии проектными алгоритмами. После выяснения причин срабатывания автоматики мощность энергоблока будет восстановлена»; «9 июня 2013 года в 02:10 энергоблок №2 Балаковской АЭС отключен от сети действиями автоматики. Отключение энергоблока произошло в полном соответствии с проектным алгоритмом и технологическим регламентом безопасной эксплуатации».

Второй факт: Основные направления деятельности ВНИИАЭС, перечисленные на сайте, совсем не предусматривают работу над безаварийной технологией на MES-Системе. Кроме АСУТП иные Системы не создаются.

Третий факт: В АиФ №23 5-11 июня 2013 года в статье «Надёжна, как стена» говорится: «Наши атомщики построили в Китае самую безопасную АЭС. Ещё одним объектом национальной гордости стала Тяньваньская АЭС, которая считается одной из самых надёжных и безопасных атомных электростанций в мире». Но в этой статье ни слова не сказано о безаварийной технологии на MES-Системе, т.к. её там просто нет.

Вывод: Получается очень плачевная картина. Мы на весь мир говорим, что мы впереди планеты всей по безопасности АЭС, а рядом тут же разработанную безаварийную технологию на системе Smart-MES никто не замечает и в упор не видит. Вот вы только вдумайтесь в выше приведённую фразу: «После выяснения причин срабатывания автоматики…» Это означает, что внезапно сработала противоаварийная защита, и никто не знает почему. Но защита по теории вероятности когда-либо может и не сработать, несмотря на дублирование.

И заметьте, почему-то в атомной энергетике вообще упор делается только на безопасность, а не на безаварийность. Но это же разные подходы. Безопасность совсем не исключает сами аварии, а безаварийность в принципе исключает любые аварии. Ну, и что же надёжнее и лучше?

Сегодняшние АЭС можно сравнить с навороченным автомобилем с сотней подушек безопасности, которые не гарантируют от возможности самой аварии. Да, человек может быть спасён, но машина-то будет помята. Да, и подушки могут отказать. А теперь представьте ситуацию, что подушек безопасности нет вообще, т.к. авария или столкновение в принципе не возможны из-за опережающего предупреждения, то это же, безусловно, многократно безопаснее для всех.

Мне говорят, что от метеорита всё равно не спастись. Но так ведь можно дойти до маразма, т.к. гибнут и от сосульки.

В данном случае всё гениальное просто, и чем проще, тем лучше. Ну, куда ещё проще, если не доводить ситуацию до аварии вообще, а гасить все возмущения в момент их появления. Но их надо уметь своевременно выявлять, а это-то как раз система Smart-MES превосходно умеет делать.

Согласно нашей же теории аварий, защиты срабатывают при возникновении нескольких возмущений, которые бесконтрольно появляются в различные промежутки времени, причём это могут быть и годы, например, коррозия металла. Ещё раз сделаю на это упор, что одно возмущение никогда не приводит к срабатыванию защиты, а, следовательно, и к аварии.

Вы только вдумайтесь в суть повсеместно существующего варварского подхода к испытанию устаревших трубопроводов методом опрессовки сети теплоснабжения, т.е. для выяснения негодного участка трубы, его накачивают повышенным давлением. И что же получается на практике. Испытывают, например, километровый участок подземной трассы, а там много проржавелых мест. Но прорывает всегда один самый слабый участок. Разрывают трубу, заменяют небольшой её участок, зарывают и снова испытывают. Затем прорывает другой участок, ну, и т.д.

А чего казалось бы проще: вести учёт всех участков трубопроводов и по законам физики и химии с каждым месяцем снижать максимальное допустимое давление. Если рабочее давление больше текущего максимального, то следует или снижать рабочее давление, или менять весь участок трубы. И заметьте, в данном случае действуют два возмущения: коррозия металла и давление теплоносителя.

На АЭС же могут внезапно возникнуть сотни возмущений: износ оборудования, самопроизвольное срабатывание автоматики, ошибочные действия оперативного персонала, короткое замыкание, да и другие природные возмущения. Отследить своевременно за всем этим многообразием может только система Smart-MES.

В данном случае я ни сколько не ставлю под сомнение все прогрессивные технические решения современных АЭС. Я говорю только об одном, что можно сделать ещё лучше, что пора уже переходить от слепой защиты энергоблоков АЭС к интеллектуальному предупреждению аварийных ситуаций на уже готовой системе Smart-MES.

Вот получается очень странная картина, что никто не скажет, что аварии это неотъемлемая часть технологии атомных, да и тепловых электростанций. Никто из верхов «Росатома» не возьмёт на себя смелость заявить, что аварии на АЭС были и всегда будут, т.к. тут же поднимется волна возмущений. Но фактически-то на практике это и происходит. Ведь сам факт срабатывания противоаварийной защиты от разрушительной аварии с огромными выбросами смертельной радиации разделяется образно долей миллиметров.

А что на Саяно-Шушенской ГЭС аварию уж нельзя было предотвратить? Да, легко. Но мы все почему-то лучше героически будем восстанавливать с использованием огромных государственных средств, чем заранее немного подумаем и решимся внедрить готовые инновации.

Ведь авария в нашей жизни это не какая-то экзотика, а обыденная категория с пороговой невозвратной функцией. Скажем, человек случайно порезал палец. Это тоже авария. Раньше повсеместно преподавали технику безопасности. Это и есть правильный подход, но в рамках АЭС строгое соблюдение персоналом регламента недостаточно из-за сложнейшей технологии. На помощь должны быть призваны интеллектуальные механизмы, заложенные в системе Smart-MES.

Казалось бы чего проще, раз уж от аварий никуда не деться, раз уж авария является неотъемлемой частью любого производства, тем более АЭС, то надо просто своевременно диагностировать развитие аварийной ситуации. Тогда все российские АЭС будут не просто безопасными, а безаварийными!

Мы по иному сформулировали вопросы, связанные с аварийностью АЭС и ввели новые понятия: внутренняя и внешняя аварии, которые являлись фактически тайной для всего общества России.

В данном случае внешняя (разрушительная) авария сопровождается радиоактивными выбросами, а внутренняя авария на АЭС характеризуется срабатыванием противоаварийных защит и экстренной остановкой энергоблока. Однако, «Росатом» никогда не использовал термин «внутренняя авария», применяя успокаивающие слова типа: произошла внеплановая остановка энергоблока, автоматика сработала в штатном режиме, уровень радиации в норме.

Но любое внезапное нарушение производственного цикла также является аварией. В данном случае совсем неважна величина этой аварии, т.к. для АЭС эта любая внутренняя авария может перерасти во внешнюю аварию с большими трагедиями. Этот зыбкий переход надёжно преграждает многоэшелонированная защита. Тогда чего бояться? Почему не говорить народу правду? Что произошла очередная авария на АЭС, защита сработала, и все пока могут спать спокойно.

Ведь при нормальной эксплуатации атомные станции не представляют опасности для персонала, населения и окружающей среды. Однако на безопасность АЭС могут влиять аварийные ситуации (инциденты) и аварии.

В соответствии с рекомендациями МАГАТЭ для оценки значимости с точки зрения безопасности событий, происходящих на ядерных установках и объектах, используется Международная шкала ядерных событий ИНЕС. Она оценивает все нештатные события на ядерных объектах по 8-бальной шкале. За нулевой уровень приняты события, несущественные для безопасности. Далее следуют уровни 1-й (аномалия), 2-й (инцидент), 3-й (серьезный инцидент). Уровни, начиная с четвертого, описываются как авария. 4-й – это авария без значительного риска за пределами площадки, 5-й - авария с риском за пределами площадки, 6-й - серьезная авария, 7-й - крупная авария.

Таким образом, по глоссарию «Росатома»: Авария на АЭС – нарушение эксплуатации атомной станции, при котором произошел выход радиоактивных веществ за предусмотренные проектом границы. Под термином «Авария» понимается событие, связанное с радиационными последствиями.

Но вот значение слова «Авария» по Бизнес словарю: Выход из строя, поломка, повреждение, сбой, нарушение нормального ритма работы.

Странная картина получается. Например, разрыв турбины на тепловой электростанции это крупнейшая авария, а на атомной электростанции это всего лишь происшествие (нарушение) и даже не инцидент. Почему такое несоответствие? Ведь такая же авария на Саяно-Шушенской ГЭС унесла многие жизни. Почему существуют двойные стандарты в электроэнергетике для ТЭС и АЭС? Всё очень просто. Видимо, для снижения напряженности в обществе об АЭС приходиться говорить сладкую ложь.

В Отчёте по безопасности (2012 год) «Росатом» пишет: В 2011 году на АЭС в России зарегистрировано 45 нарушений. Все произошедшие нарушения в работе АЭС оцениваются по Международной шкале ядерных событий ИНЕС, как не влияющие на безопасность АЭС и не являющиеся инцидентами.

А если бы вместо 45 нарушений звучало бы – 45 внутренних аварий. Это 4-5 аварии на каждую АЭС, т.е. каждый квартал на каждой из 10-и АЭС по аварии. Или в России каждую неделю на АЭС происходят внутренние аварии. Какова была бы пища для «Зелёных»! Всё это равносильно, как обошлись с народом при аварии на Чернобыльской АЭС, который обо всём узнал в самую последнюю очередь, а для многих это уже было поздно.

Это можно сравнить с домом, квартиры в котором периодически возгораются. А пожарники всех успокаивают, что, мол, везде предусмотрены системы пожаротушения. Но жителям почему-то всё равно тревожно. А нужно-то просто сделать, чтобы квартиры в принципе не возгорались.

Так и на АЭС нужно осуществить, чтобы не было вообще внутренних аварий, тогда полностью отпадёт надобность в шкале ИНЕС. Ведь если не будет внутренних аварий, то, следовательно, не будет и разрушительных внешних аварий. Именно тогда то народ по-настоящему сможет спать спокойно.

И для этого есть все технические возможности: и Теория аварий, и безаварийная технология эксплуатации АЭС, и легко адаптируемая система Smart-MES, но нужна политическая воля Руководства России. Ведь «Росатому» это не нужно, так как ему совсем нет смысла менять накатанные технологии.

Но «Росатом», расширяя строительство АЭС за рубежом, видимо не до конца учитывает менталитет того местного населения, которое значительно отличается от нас. Это мы можем годами терпеть невзгоды и не скажем ничего открыто. А у того местного население авторитетов нет, особенно при контрпропаганде США. Игналинскую АЭС, которую ударно возводила Россия и я в том числе в Литве, закрыли, и никто не пикнул. А если за рубежом на АЭС, которые построила Россия, начнётся череда внутренних аварий, то Россия мгновенно потеряет мощный рынок.