Każda elektrownia jądrowa musi mieć swój symulator. Naukowiec wskazuje powód

Można go porównać do symulatora samolotowego, na którym pilot wszystko, czego ma się nauczyć, może przetestować wcześniej, z tym zastrzeżeniem, że elektrownia jądrowa jest bardziej skomplikowana niż samolot, no i – w przeciwieństwie do samolotu – elektrownia ma wbudowane zabezpieczenia chroniące ją przed awarią powiedział dr inż. Andrzej Strupczewski, profesor Narodowego Centrum Badań Jądrowych, rzecznik ds. Energetyki Jądrowej NCBJ.

PAP: Proszę wyjaśnić – czym są symulatory reaktorów jądrowych?

Dr inż. Andrzej Strupczewski: Jako że w przypadku każdej elektrowni jądrowej błędy operatorów są bardzo kosztowne, gdyż mogą doprowadzić zarówno do wyłączenia takiej siłowni, jak też ich skutkiem może być poważna awaria, dobrze jest, aby pracownik wiedział, co się stanie, jeśli wykona daną akcję. W związku z tym, obok normalnej sterowni reaktora, gdzie jest mnóstwo przycisków, tabliczek, wykresów i lampek zajmujących na linii ścian ok. 20 m bieżących a wysokich na trzy metry, budujemy drugą sterownię, która symuluje ten reaktor jądrowy.

Druga sterownia nie ma możliwości ingerencji w procesy zachodzące w elektrowni jądrowej. Jej zapleczem jest kompleks programów cieplnoprzepływowych i neutronicznych, które zapewniają, że jeśli operator przyciśnie dany przycisk, to skutki tego ruchu zostaną przez nie przeanalizowane i zobaczymy je na ekranach. Np. jeśli moc ma zostać zmniejszona, operator dokonuje manipulacji i sprawdza, czy faktycznie to się dzieje, w jaki sposób i w jakim zakresie – to najprostszy przykład.

PAP: Jak powstają takie symulatory?

A.S.: Najpierw należy, bardzo dokładnie, opisać działanie całego reaktora – począwszy od procesów neutronowych, które dzieją się w rdzeniu, decydują o tym, jaka jest moc reaktora i w jaki sposób ją regulujemy, poprzez procesy cieplne, które wpływają na to, ile ciepła się wydziela i ile musimy go odebrać, aż do zagadnień przepływowych, które mówią, ile nasze chłodziwo tego ciepła odbierze i wyniesie poza reaktor. To zadanie dla całego zespołu specjalistów na jakieś dwa lata.

Jeżeli mamy dobrze zrobiony, nowoczesny symulator – a takie zostały wymyślone i wprowadzone do użytku pod koniec XX w., głównie w USA przez takie firmy jak Westinghouse – on z wyprzedzeniem powie nam, jakie będą skutki działania operatora. Zanim się wykona konkretne działanie, można sprawdzić, jakie będą jego skutki. Poza tym operatorzy mają do dyspozycji precyzyjnie rozpisane instrukcje, taką checklistę – jak się zachować w danej sytuacji. Obecnie nie muszą już zgadywać, co się stało w reaktorze, jeśli ma on np. zbyt wysokie ciśnienie, jak się zachować, tylko biorą książeczkę z instrukcjami i czytają, że jeśli poziom ciśnienia poszedł w górę, należy zrobić to i to. Operator naciska co trzeba i patrzy, czy jest już dobrze, jeśli nie – czyta następną instrukcję „jeśli nie nastąpiło to, co chcieliśmy, należy nacisnąć ten i ten przycisk”. I tak, krok po kroku, operator opanowuje stan kryzysowy w siłowni.

PAP: Mam rozumieć, że symulator jest po to, żeby – jeśli w elektrowni zdarzy się coś niepokojącego – zanim człowiek podejmie działania zaradcze powinien najpierw za jego pomocą sprawdzić, czy jego posunięcie nie spowoduje – dajmy na to – wybuchu?

A.S.: To też, ale symulatory służą także do tego, aby uczyć operatorów, w jaki sposób zachowywać się w sytuacjach normalnych: jak regulować moc reaktora, czyli podwyższać ją i obniżać itd. Jednak ten zestaw emergency operating procedures, czyli procedur działania w warunkach awaryjnych, został opracowany dla reaktorów PWR pod koniec lat 90 ubiegłego wieku i wprowadzony w elektrowniach w USA dlatego, że dziewięćdziesiąt parę procent awarii nastąpiło, bo operator, mając do czynienia ze wskazaniami aparatury wykraczającymi poza rutynę, zgadywał, co się wydarzyło w rdzeniu i, na podstawie swojej znajomości reaktora, podejmował decyzję i działania – zwykle dobre, ale czasem niewłaściwe. Aby tego uniknąć, zespół matematyków, inżynierów, neutroników etc., opracował zestaw obliczeń i procedur, które wyjaśniają, dlaczego coś się odchyliło od normy i co należy zrobić, aby tę normę przywrócić i wrócić do eksploatacji. Takie symulatory i procedury działają już wszędzie na świecie, także w elektrowniach rosyjskich i bułgarskich.

PAP: W Bułgarii pracował pan w zespole tworzącym taki system.

A.S.: Uczestniczyłem w wprowadzaniu takich procedur, to ogromna praca: najpierw dostaje się od partnerów zachodnich zestaw procedur dla elektrowni, przy której ze stroną bułgarską współpracowali, ale potem trzeba było jeszcze dwóch lat, aby je sprawdzić – czy pasują konkretnie do tego reaktora, wobec którego miano jej stosować, a potem jeszcze sprawdzić je w działaniu. Polega to na tym, że mamy elektrownię i symulator elektrowni, a operator, za pomocą tych procedur, w czasie rzeczywistym, przyciska konkretne przyciski.

PAP: W czasie rzeczywistym? Nie rozumiem.

A.S.: Jeśli wydaje komendę, że zawór ma się otworzyć, to proces otwierania trwa przez pewien czas, który należy uwzględnić. Tak samo, jeśli trzeba pójść, aby zakręcić jakiś zawór, to trzeba wysłać mechanika, aby poszedł, zakręcił, po czym wrócił do sterowni – a to może trwać kilka czy kilkanaście minut. Tak więc te wszystkie procedury uwzględniają rzeczywiste zachowania elektrowni i jej odpowiedź na wszelkie zakłócenia.

PAP: Każda elektrownia powinna mieć swój symulator?

A.S.: Takie sale buduje się zwykle tam, gdzie jest kilka bloków elektroenergetycznych – np. cztery bloki w jednej lokalizacji – aby ich operatorzy mogli sprawdzać swoje działania. U nas też zbudujemy takie sale z symulatorami, aby operatorzy mogli się na nich uczyć działań, które będą im potrzebne w przyszłości w pracy.

PAP: Do czego porównałby pan stopień skomplikowania takiego symulatora?

A.S.: Zapewne do symulatora samolotowego, na którym pilot wszystko, czego ma się nauczyć, może przetestować wcześniej, z tym zastrzeżeniem, że elektrownia jądrowa jest bardziej skomplikowana niż samolot, no i – w przeciwieństwie do samolotu – elektrownia ma wbudowane zabezpieczenia chroniące ją przed awarią.

PAP: Ilu operatorów obsługuje sterownię w elektrowni jądrowej?

A.S.: Zwykle jest to dwóch operatorów – główny i rezerwowy, plus jeszcze jedna osoba w rezerwie, zwykle jest nią kierownik elektrowni, który w razie czego może służyć pomocą w bloku numer 1 lub numer 2, bo elektrownia ma zwykle więcej niż jeden blok.

PAP: Symulator, który ma powstać w Polsce będzie przeznaczony najpierw do szkolenia przyszłych kadr. Ile osób jest potrzebnych do obsługi elektrowni jądrowej?

A.S.: Minimum sto osób na reaktor, a około 1000 osób na elektrownię z dwoma blokami dużej mocy. Oczywiście nie są to sami operatorzy, ich jest wiele mniej. Co ciekawe: w elektrowni pracownicy są podzieleni na pięć zmian – chodzi o to, żeby była odpowiednia rezerwa na urlopy, choroby etc. Trzy zmiany pracują non stop. Rezerwowe czwarta i piąta zmiana to rezerwa na wypadek nieobecności części załogi. Część z tych pięciu zmian to mogą być także ludzie, którzy dopiero szkolą się w swoim zawodzie tak, aby umieć praktycznie obsługiwać dany blok – niezależnie od tego, że wcześniej przez kilka lat uczyli się w szkole sprofilowanej do edukacji pracowników jądrowych.

Część pracowników to operatorzy pracujący non stop w sterowni, nadzorujący pracę reaktora, regulujący jego moc i inne parametry, reszta to mechanicy, elektrycy, chemicy, informatycy itd. Taki zespół na jedną zmianę to ok. 20 ludzi, przy czym w elektrowniach o dużej mocy, rzędu tysiąca megawatów, załoga będzie liczniejsza, rzędu już nie stu, lecz 300, nawet 500 pracowników.

PAP: Czy wszyscy oni muszą mieć wyższe wykształcenie?

A.S.: Niekoniecznie, w zależności od wykonywanej pracy i sprawowanej funkcji – albo średnie, albo wyższe. W naszym badawczym reaktorze Maria w Świerku, bardzo dobrym, jednym z kilku najlepszych na świecie, pracuje wielu ludzi, którzy mają średnie wykształcenie, reaktorowe, ale nie wyższe. Kierownictwo zmiany jednak musi mieć wyższe wykształcenie.

PAP: Ile czasu potrzeba, aby wykształcić tych wszystkich specjalistów? I jeszcze: czy uda się nam to zrobić, zanim elektrownia jądrowa w Polsce ruszy?

A.S.: To jest duże wyzwanie, zwłaszcza jeśli chodzi o kierowników zmiany – aby zostać specjalistą w dziedzinie energetyki jądrowej trzeba najpierw ukończyć studia na Politechnice – to zajmuje 4-5 lat, do tego później dochodzi szkolenie specjalistyczne dla danego typu reaktora. W sumie będzie to siedem lat. Szkolenie pracowników niższego szczebla jest nieco krótsze, ale także zabierze kilka lat. To nie jest kwestia miesiąca, że przyjdzie człowiek z ulicy, przyuczymy go i będzie pracował. (PAP)

Rozmawiała Mira Suchodolska (PAP)

Źródło: Serwis Nauka w Polsce – www.naukawpolsce.pap.pl, Autorka: Mira Suchodolska