select language:  lietuvių  |    english
Naujienos
Renginiai
Apie LEI
Mokslo padaliniai
Šiluminių įrengimų tyrimo ir bandymų laboratorija (12)
Degimo procesų laboratorija (13)
Branduolinės inžinerijos problemų laboratorija (14)
Plazminių technologijų laboratorija (15)
Medžiagų tyrimų ir bandymų laboratorija (16)
Branduolinių įrenginių saugos laboratorija (17)
17_tęsinys
Vandenilio energetikos technologijų centras (18)
Atsinaujinančių išteklių ir efektyvios energetikos laboratorija (20)
Sistemų valdymo ir automatizavimo laboratorija (21)
Energetikos kompleksinių tyrimų laboratorija (31)
Hidrologijos laboratorija (33)
Informacija
Tarptautiniai projektai
Doktorantūra
Karjera
JMS
   spausdinti

Mokslo padaliniai / Branduolinių įrenginių saugos laboratorija (17)

Branduolinių įrenginių saugos laboratorija (17)

Laboratorijos vadovas

Eugenijus Ušpuras, Habil. Dr.


Breslaujos g. 3, LT-44403 Kaunas

Tel.: 8-37-401926
Faks.: 8-37-351271
Eugenijus.Uspuras


Pagrindinės laboratorijos tyrimų kryptys:
.
   branduolinių jėgainių saugos vertinimas;
   termobranduolinės sintezės reaktorių saugos analizė;
   naujų atominių elektrinių analizė;
   termohidraulinių avarinių ir pereinamųjų procesų analizė;
   termohidraulinių parametrų kitimo atominių elektrinių apsauginiuose gaubtuose ir kitose patalpose įvertinimas;
   radionuklidų bei aerozolių pernešimo patalpose modeliavimas;
   branduolinių reaktorių reaktyvinių avarinių procesų analizė bei aktyviosios zonos modifikacijų pagrindimas;
   branduolinių įrenginių eksploatacijos nutraukimo ir išmontavimo darbų saugos analizė;
   energetikos sistemų patikimumo vertinimas ir kontrolė;
   branduolinių įrenginių 1 ir 2 lygio tikimybinė saugos analizė;
   sudėtingų techninių objektų statybinių konstrukcijų, vamzdynų ir kitų elementų stiprumo analizė;
   sudėtingų techninių sistemų gedimų analizė ir inžinerinis įvertinimas;
   pramonės objektų pavojaus ir rizikos įvertinimas;
   energijos tiekimo saugumo vertinimas;
   energijos tiekimo tinkluose vykstančių procesų modeliavimas ir patikimumo vertinimas;
   tikimybinis neįprastų įvykių modeliavimas ir analizė;
   modeliavimo rezultatų jautrumo ir neapibrėžtumo analizė;
   fundamentiniai šiluminės fizikos tyrimai.
 
2016 m. kartu su šalies ir užsienio subjektais laboratorijos darbuotojai vykdė 24 projektus: 3 biudžeto subsidijomis finansuotus mokslo tiriamuosius darbus; 1 ilgalaikę institucinę mokslinių tyrimų ir eksperimentinės plėtros programą; 16 tarptautinių projektų (penkis ES 7BP ir šešis „Horizontas 2020“ programose); 4 projektus pagal Lietuvos ūkio subjektų ir valstybinių institucijų užsakymus.
 
 
1. LIETUVOS RESPUBLIKOS VYRIAUSYBĖS FINANSUOJAMI PROJEKTAI
 
   ILGALAIKĖS MOKSLINIŲ TYRIMŲ IR EKSPERIMENTINĖS PLĖTROS PROGRAMOS

2016 m. pabaigta vykdyti 5 metų trukmės ilgalaikės institucinės mokslinių tyrimų ir eksperimentinės plėtros programa Branduoliniuose ir termobranduoliniuose įrenginiuose vykstančių saugai svarbių procesų moksliniai tyrimai. Šios programos tikslas – parengti kompleksinę deterministinės ir tikimybinės analizės branduolinių ir termobranduolinių įrenginių saugai vertinti metodologiją, atsižvelgiant į neapibrėžtumus ir sunkiųjų avarijų scenarijus. Šio kompleksinio darbo metu parengta saugai vertinti taikytina integruota deterministinės ir tikimybinės analizės metodika, apimanti neutronų kinetikos, termohidraulikos, stiprumo analizės, medžiagotyros, matematinio modeliavimo sritis.

Programos vykdymo metu apibendrinti deterministinei avarijų analizei naudojamų priemonių tinkamumo naujos kartos branduoliniams reaktoriams ir termobranduoliniams įrenginiams tyrimai, aptarti programų paketų RELAP5 taikymo virimo krizės analizei pažangiame verdančio vandens reaktoriuje (ABWR), RELAP/SCDAPSIM ir ASTEC taikymo sunkiosioms avarijoms modeliuoti panaudoto branduolinio kuro baseinuose bei RELAP5, ASTEC ir COCOSYS taikymo procesams termobranduolinių įrenginių vidinių konstrukcijų aušinimo kontūruose ir vakuuminiuose (plazmos) induose ypatumai. Neapsiribota vien termohidraulinių procesų analize termobranduoliniuose įrenginiuose, šiems įrenginiams buvo atlikti struktūrinių medžiagų aktyvumo ir skilimo šilumos charakteristikų tyrimai bei nustatyta galima kontaktinės dozės galia. Šie parametrai nustatyti klojiniui ir divertoriui planuojamoms naudoti konstrukcinėms medžiagoms (feritiniui martensitiniui plienui EUROFER, vario lydiniui CuCrZr ir plienui SS316L(N)-IG). 2016 m. toliau tęsti vandenilio maišymosi ir degimo atominių elektrinių apsauginiuose kiautuose tyrimai, atlikta vandenilio degimo modeliavimo neapibrėžtumo ir jautrumo analizė. Įvertinant per visą Ilgalaikės programos vykdymo laikotarpį sukauptą patirtį ir sudarytus skaitinius modelius, 2016 m. atliktas PHEBUS FPT-1 eksperimento tyrimas, vienu metu modeliuojant visus eksperimento metu vykstančius procesus, pradedant branduolinio kuro perkaitimu ir lydymusi, radionuklidų pernaša ir cheminiais virsmais aušinimo kontūre, ir baigiant kietųjų dalelių nusėdimu apsauginiame kiaute. Atlikti tyrimai parodė, kad būtina tobulinti skaitinius fizikinių ir ypač cheminių procesų modelius. Stiprumo analizės srityje parengta naujos kartos branduolinių reaktorių pagrindinio cirkuliacinio kontūro struktūrinio vientisumo analizės metodika ir toliau tęstas termobranduolinio įrenginio W7-X vamzdynų modeliavimas baigtinių elementų metodais. Taip pat parengta metodika, leidžianti spręsti kompleksinį gelžbetoninių konstrukcijų struktūrinio vientisumo analizės uždavinį, įvykus lėktuvo kritimui. Medžiagotyros srityje buvo atliekama suvirinimo siūlių mechaninių charakteristikų priklausomumo nuo nuovargio bei siūlėse pasitaikančių porų tyrimas. Gauti tyrimų rezultatai parodė, jog ir suvirinimo sujungimas taptų stabilesniu esant didesnėms deformacijos reikšmėms, jei šiluminio apdirbimo laikas būtų optimizuotas atsižvelgiant į susidarančių liekamųjų įtempių dydį.
Visi šie paminėti darbai ir skaitiniai tyrimai buvo apjungti ir panaudoti rengiant skėtinę kompleksinę (deterministinės ir tikimybinės) saugos analizės metodologiją. 

Programos vykdymo metu atlikti tyrimai ir sukaupta patirtis, svarbi tobulinant branduolinės energetikos srityje dirbančių Lietuvos mokslininkų kompetenciją, kuri būtina siekiant įvertinti tiek Lietuvoje, tiek kaimyninėse šalyse statomų ar planuojamų statyti branduolinių jėgainių saugą visais AE gyvavimo etapais – parenkant jėgainę, projektuojant, statant, eksploatuojant ir nutraukiant jos darbą bei tvarkant radioaktyviąsias atliekas. Dalyvavimas termobranduolinės sintezės įrenginių projektavimo ir analizės darbuose leido neatsilikti nuo pažangiausių technologijų ir išlaikyti aukštą pasaulinio lygio mokslinį potencialą.


   VALSTYBĖS BIUDŽETO SUBSIDIJUOJAMI MOKSLINIAI TYRIMAI

2016 m. pradėtas naujas trejų metų darbas Geriausio įverčio metodologijos išplėtimas šilumos ir neutronų pernašos procesų tyrimams. Šiame valstybės biudžeto lėšomis subsidijuojamame darbe planuojama tęsti anksčiau pradėtus tyrimus bei nagrinėti kitus geriausio įverčio metodo taikymo aspektus. Darbai vykdomi penkiose lygiagrečiose darbų grupėse, kurias jungia geriausio įverčio metodo taikymas:
  • Avarijų verdančio vandens (BWR, ABWR) reaktoriuose analizė, apimanti ir sunkiąsias avarijas;
  • Avarijų panaudoto branduolinio kuro baseinuose analizė;
  • Avarinių procesų branduolinių ir termobranduolinių įrenginių apsauginiuose kiautuose analizė;
  • Procesų magistraliniuose šilumos tiekimo tinkluose skaitinis modeliavimas;
  • Medžiagų aktyvacijos procesų skaitinis modeliavimas.
Pirmaisiais šio darbo metais parodytas geriausio įverčio metodo taikymas modeliuojant virimo krizę BWR ir ABWR reaktoriuose bei pradėti darbai modeliuojant elektros energijos visiško praradimo analizę ABWR reaktoriuje. Neprojektinių avarijų branduoliniuose įrenginiuose (ypač panaudoto branduolinio kuro baseinuose) modeliavimo rezultatai pasižymi labai didelėmis neapibrėžtimis. Skaičiavimo rezultatų neapibrėžčių ribų ir neapibrėžtų parametrų įtakos rezultatams nustatymas bei rekomendacijos skaitiniams modeliams ir skaitiniams metodams tobulinti bus naujas darbas šioje srityje. 2016 m. sudarytas BWR reaktoriaus panaudoto kuro baseino modelis, gauti pirmieji vandens ištekėjimo iš baseino analizės rezultatai. Neapibrėžčių ir jautrumo analizė, atliekant branduolinių įrenginių kiautuose vykstančių procesų tyrimus, leis suderinti vandenilio ir radioaktyviųjų izotopų pasiskirstymo ir pernešimo / nusėdimo patalpose modelius, bei įvertinti skaičiavimo rezultatų neapibrėžtis. Tyrimo metu atliktas rezultatų neapibrėžčių įvertinimas atliekant skaitinį apsauginiame kiaute vykstančių procesų tyrimą. Atlikti tyrimai parodė, kad neapibrėžtys, kylančios dėl įvadinių parametrų neapibrėžčių skaitiniame modelyje, yra panašios kaip ir neapibrėžtys, kylančios dėl „vartotojo efekto“ (tyrėjo laisvės pasirinkti fizikinius ir kitokius modelius) ir programų paketo pasirinkimo. Be to, atlikus tyrimą buvo nustatyti esminiai parametrai, turintys didžiausios įtakos apskaičiuotiems termohidrauliniams parametrams ir vandenilio pasiskirstymui apsauginio kiauto patalpose.

Neapibrėžčių ir jautrumo analizės taikymas atliekant miesto magistralinių šilumos tiekimo tinklų plėtros analizę – tai naujas žingsnis geriausio įverčio metodo taikyme. Metodas būtų taikomas tiek modeliams kalibruoti, tiek ir analizės tikslumui įvertinti ar rekomendacijoms skaitinių modelių tobulinimui parengti. Pirmaisiais darbo metais parengti Kauno ir Utenos miestų skaitiniai hidrauliniai modeliai, jie patikrinti palyginant žinomų hidraulinių režimų matuotus bei apskaičiuotus parametrus. Taip pat atlikta pirminė srautų analizė esant įvairioms tinklo apkrovoms.

Neapibrėžčių ir jautrumo analizė dar niekada nebuvo atliekama termobranduolinių įrenginių konstrukcinių medžiagų aktyvacijos procesų tyrimuose. 2016 m. buvo nagrinėjami apšvitos scenarijai termobranduolinių įrenginių divertoriui ir klojiniui, akcentuojant aušinimo sistemos funkcinių medžiagų ir šilumnešio aktyvaciją. Skaitinio tyrimo rezultatams numatoma atlikti jautrumo ir neapibrėžčių analizę.

Water flows distribution analysis in Kaunas city district heating network, standard heating season regime
Kauno miesto CŠT tinklo vandens srautų pasiskirstymo analizė standartinio šildymo sezono režimo atveju, kai tinklo apkrova yra 500 MW

2015 m. pradėtas naujas biudžeto subsidijomis finansuojamas mokslo tiriamasis darbas Ypatingos svarbos infrastruktūrų rizikos vertinimas buvo tęsiamas ir 2016 m. Infrastruktūrų vertinimas ypatingos svarbos objekte yra kiekvienos šalies nacionalinio saugumo sudedamoji dalis. ES narės įpareigotos atlikti rizikos įvertinimą ir užtikrinti ypatingos svarbos infrastruktūrų objektų apsaugą pagal EK išleistą žaliąją knygą Europos programa dėl YSI objektų apsaugos ir vėliau priimtą EK tarybos direktyvą 2008/114/EC dėl Europos YSI objektų nustatymo ir priskyrimo jiems bei būtinybės gerinti jų apsaugą vertinimo. Sudaryta ypatingos svarbos infrastruktūrų rizikos vertinimo metodika, apimanti pavojų identifikavimą, ypatingos svarbos infrastruktūrų elementų kritiškumo, elementų funkcionavimo tikimybės bei energetikos sistemų rizikingumo vertinimus.

Toliau buvo tęsiamas ir 2015 m. pradėtas biudžeto lėšomis finansuojamas darbas Turbulencijos susižadinimo besikondensuojančioje dvifazėje tėkmėje tyrimas. Tiriant laminarinio, pereinamo ir turbulentinio vandens tekėjimo priklausomumą nuo virš jo tekančio garo greičio, taikoma temperatūros lauko kitimo grafinė analizė. Šiuo metodu vizualizavus turbulenciją nustatyta, kad nors Re kriterijus identifikuoja laminarinį tekėjimą, tačiau faktinis vandens tekėjimo režimas gali būti turbulentinis.

Different intensity of turbulence generated by interphase interaction
Tarpfazinės sąveikos sukelta skirtingo intensyvumo vandens turbulencija

Natūrinių eksperimentų temperatūros ir greičių laukų matavimo rezultatų interpretacijai palengvinti toliau plėtojamas dvifazio tekėjimo modelis, sudarytas ANSYS CFX skaičiuojamosios hidrodinamikos paketu. Sumodeliuoti dviejų fazių atskiri greičio ir temperatūros laukai bei momento ir šilumos perdavimas per tarpfazinį paviršių. Plėtojant modelį siekiama įtraukti ir masės mainus tarp fazių.



2. EUROPOS KOMISIJOS FINANSUOJAMI AUKŠČIAUSIO LYGIO MOKSLINIAI TYRIMAI

    EUROPOS SĄJUNGOS MOKSLINIŲ TYRIMŲ PROGRAMA „HORIZONTAS 2020“

  Moksliniai branduolinės sintezės tyrimai


Vykdydami EUROfusion projektą 2016 m. instituto mokslininkai buvo atsakingi už kelių užduočių koordinavimą ir įgyvendinimą. Į projekto veiklą įtraukiami doktorantai, jaunieji mokslininkai. Daugiausiai LEI prisideda darbų pakete WPSAE, skirtame branduolių sintezės reaktorių saugai įvertinti. Vykdant darbo planą baigta branduolių sintezės įrenginių saugai vertinti skirtų kompiuterinių programų paketų apžvalga, atliktas skaitinis vieno iš pasirinktų avarijų scenarijaus tyrimas ir pradėtas sudarinėti skaitinis modelis kito avarijos scenarijaus deterministiniam vertinimui, kartu su kolegomis iš CIEMAT (Ispanija) pradėta rengti neapibrėžčių vertinimo metodika, atlikta DEMO reaktoriaus komponentų aktyvacijos analizė.

Aktyvacija, branduolių dalijimosi šiluma ir spinduliuotės dozės galia yra svarbūs branduolinius procesus aprašantys dydžiai. 2016 m. atlikti aktyvacijos ir dalijimosi šilumos skaičiavimai DEMO reaktoriaus vandeniu aušinamo apvalkalo prototipui WCLL (angl. Water Cooled Lithium-Lead). Aktyvacijos skaičiavimai atlikti su apjungtos pernašos ir aktyvacijos programomis MCNP/FISPACT.
Taip pat pradėti darbai pagal darbų paketo ENS (angl. Earley Neutron Source) veiklas, kurios apima projektuojamo neutronų šaltinio neutroninę ir aktyvacinę analizę. Planuojama, kad šis šaltinis bus naudojamas konstrukcinių branduolių sintezės reaktorių medžiagoms apšvitinti 14 MeV neutronais.

Toliau buvo dalyvaujama didžiausiame Europoje eksploatuojamame branduolių sintezės reaktoriuje JET (angl. Joint European Thorus) vykdytų eksperimentų kampanijose. Kartu su kitais partneriais LEI analizuoja duomenis, atlikdami analoginio bolometro įrenginio signalo tomografinę analizę sudarant plazmos galios žemėlapį tokamako vakuuminiame inde.

Plasma power distribution in JET tokomak vacuum vessel
Plazmos galios pasiskirstymas JET tokamako vakuuminiame inde


Moksliniai branduolinės saugos tyrimai

  Baltijos regiono iniciatyva dėl ilgalaikių branduolinių technologijų (angl. Baltic Region Initiative for Long Lasting InnovAtive Nuclear Technologies)


2016 m. aktyviai toliau buvo tęsiamas bendras Lenkijos, Lietuvos, Latvijos ir Švedijos organizacijų programos „Horizontas 2020“ EURATOM projektas BRILLIANT. Projekto tikslas – nustatyti kliūtis, su kuriomis susiduria branduolinės energetikos plėtra, ir pasirengti jas įveikti. Projekte dalyvauja universitetai, mokslinių tyrimų institutai ir verslo partneris UAB VAE SPB, kurios tikslas yra pasirengti Visagino AE statyboms Lietuvoje. Per 2016 m. projekto idėjos ir veiklos buvo pristatytos suinteresuotoms Lenkijos, Latvijos ir Estijos institucijoms, rugsėjį vyko pažintinis vizitas Švedijoje, Oskarshamno mieste. Šio vizito metu dalyviai, tarp kurių buvo ir Lietuvos užsienio reikalų ministerijos atstovai, susipažino su Švedijos patirtimi, kaip sėkmingai eksploatuoti atomines elektrines ir tvarkyti susidarančias radioaktyviąsias atliekas, susipažino su esančia branduolinės energetikos infrastruktūra. Oskarshamno miestas yra puikus pavyzdys, kaip vietos gyventojai gali bendradarbiauti su branduolinės energetikos infrastruktūrą eksploatuojančiomis organizacijomis..


  Sunkiųjų avarijų valdymo strategijos, pagrįstos išsilydžiusios aktyviosios zonos sulaikymu reaktoriaus korpuse, taikymas dabartinėms ir ateities branduolinėms elektrinėms (In-Vessel Melt Retention Severe Accident Management Strategy for Existing and Future NPPs)

ES mokslinių tyrimų ir inovacijų programos „Horizontas 2020“ projekto IVMR veikla oficialiai pradėta 2015 m. birželį. Šiame ketverių metų trukmės projekte LEI dalyvauja kartu su 23 partneriais iš 14 Europos šalių. Išsilydžiusios aktyviosios zonos sulaikymas (stabilizavimas) branduolinio reaktoriaus korpuse pripažįstamas kaip itin svarbi priemonė siekiant stabilizuoti situaciją branduolinėje elektrinėje, įvykus sunkiajai avarijai. Ši priemonė sumažina susidarančio vandenilio kiekį, leidžia išvengti lydalo sąveikos su betonu ir tuo pačiu labai efektyviai sumažina apsauginio reaktoriaus kiauto pažeidimo riziką. Ši priemonė jau įgyvendinta keliuose VVER tipo branduoliniuose reaktoriuose ir įtraukta į kai kurių naujų branduolinių elektrinių projektus. IVMR projekto tikslas – įvertinti šios priemonės taikymo tikslingumą įvairioms veikiančioms ir planuojamoms statyti Europos Sąjungoje branduolinėms elektrinėms.

Laboratorijos mokslininkai šiame projekte dalyvauja reaktorių modeliavimo ir IVMR strategijos taikymo avarijų valdymo darbo grupėje. Kartu su partneriais iš KTH (Švedija), GRS (Vokietija) ir HZDR (Vokietija) skaitiniais metodais modeliuoja sunkiąsias avarijas verdančio vandens (BWR) reaktoriuose. 2016 m. LEI specialistai, naudodami RELAP/SCDAPSIM Mod3.4 programų paketą, sukūrė antrosios kartos verdančio vandens reaktoriaus BWR-5 skaitinį modelį termohidrauliniams procesams modeliuoti. Sumodeliuota reaktoriaus aušinimo kontūro didelio trūkio ir tuo pat metu įvykstančio elektros energijos tiekimo praradimo avarija. Šios avarijos metu reaktoriaus aktyvioji zona gali išsilydyti ir lydalas gali sukristi į reaktoriaus korpuso apatinę dalį, taip ją įkaitindamas. Modeliuotas reaktoriaus išorinės apatinės konstrukcinės dalies užliejimas vandeniu ir įvertinta galimybė aušinti reaktoriaus korpusą, apsaugant jį nuo pažeidimo. Taip tikrinamas IVMR strategijos poveikis.

RELAP/SCDAPSIM model of the lower part of BWR-5 reactor vessel, which is cooled form outside by water
BWR-5 iš išorės vandeniu aušinamo reaktoriaus korpuso apatinės dalies modelis RELAP/SCDAPSIM programų paketui


  Branduolinių avarinių situacijų greitas prognozavimas (FAST Nuclear Emergency Tools)

Programos „Horizontas 2020“ projekto FASTNET veikla pradėta 2015 m. spalį. Projekto tikslas – sukurti metodiką, kuri apimtų avarinį radioaktyviųjų medžiagų nuotėkio įvertinimo ir avarinės parengties planavimo klausimus. Šiame projekte bus nagrinėjami visi atominių elektrinių, eksploatuojamų arba planuojamų eksploatuoti Europoje, tipai, t. y. suslėgto vandens reaktoriai PWR, EPR ir VVER, verdančio vandens reaktoriai BWR, sunkiojo vandens reaktoriai CANDU ir kiti. Be to, bus atsižvelgiama ir į galimą radioaktyviųjų medžiagų nuotėkį įvykus avarijai panaudoto branduolinio kuro baseine. Iš pradžių numatyta sudaryti avarinių scenarijų duomenų bazę, kurioje bus ir galimo radioaktyvaus medžiagų nuotėkio įvertinimas. Ši duomenų bazė bus sudaroma pagal deterministinės ir tikimybinės saugos analizės rezultatus, ją atliks projekte dalyvaujančios organizacijos. Vėliau bus sukurti ir harmonizuoti metodai, leidžiantys atlikti greitą įvykio eigos ir radioaktyviųjų medžiagų nuotėkio į aplinką prognozę. Gauti rezultatai pagelbėtų kiekvienoje valstybėje esančioms atsakingoms institucijoms turėti įrankį, leidžiantį atlikti greitą įvykio eigos prognozę ir priimti reikiamus sprendimus, neatsižvelgiant į tai, kurioje pasaulio atominėje elektrinėje šis įvykis įvyko. Be to, sukurtas radioaktyviųjų medžiagų nuotėkio prognozės įrankis apims ne tik įvykius, susijusius su branduolinių reaktoriumi, bet ir įvykius panaudoto kuro baseinuose.
 
2016 m. vyko keletas projekto posėdžių, kurių metu buvo aptariami bendri projekto įgyvendinimo klausimai ir avarijos scenarijų duomenų bazės kūrimas, už kurį atsakingi mūsų instituto specialistai. Sudarytas preliminarus avarijos scenarijų sąrašas ir aptarta būsimos duomenų bazės koncepcija.


  Branduolinių elektrinių saugos padidinimas padengiant trūkumus, įvertinus aplinkos nuovargį (angl. INcreasing Safety in NPPs by Covering gaps in Environmental Fatigue Assessment)

2016 m. buvo tęsiamas ES programos „Horizontas 2020“ projektas INCEFA – Plus (pradžia 2015 m.). Pagrindinis šio projekto tikslas – atlikti nuovarginio irimo, veikiant reaktoriaus eksploatacijos aplinkos sąlygoms tyrimus, taip užtikrinant Europos branduolinių elektrinių saugią eksploataciją. Darbe dalyvauja Branduolinių įrenginių saugos laboratorijos ir Medžiagų tyrimų ir bandymų laboratorijų mokslininkai.
Per šiuos metus buvo nagrinėjami norminiai dokumentai ir kiti literatūros šaltiniai, susiję su nuovargio tyrimais. Vadovaujantis norminiais dokumentais ir 2-ojo darbinio paketo „Bandymų programa (Test programme)“ koordinatoriaus pateikta nuovargio bandymų matrica, paruošta ir suderinta LEI numatomų nuovargio bandymų programa. Rugsėjį gauti 304L plieno 4 bandiniai nuovargio tyrimams. Nuovargio eksperimentiniai tyrimai bus atliekami 2017 m. Medžiagų tyrimų ir bandymų laboratorijoje. Šiuo metu gaminami 304 plieno bandiniai eksperimentinei įrangai suderinti..


REEEM project logo  Technologijų vaidmuo energetiškai efektyvioje ekonomikoje; modeliavimo pagrindu paremta politinių priemonių analizė bei keliai tvarios energetikos sistemos vystymui (angl. Role of technologies in an energy efficient economy – model-based analysis of policy measures and transformation pathways to a sustainable energy system)EU logo

2016 m. vasarį prasidėjo ES mokslinių tyrimų ir inovacijų programos „Horizontas 2020” projektas REEEM. Šiame 42 mėnesių trukmės projekte dalyvauja 11 institucijų iš 9 Europos šalių, tarp jų ir LEI Branduolinių įrenginių saugos ir Energetikos kompleksinių tyrimų laboratorijos. Projektą koordinuoja Švedijos Karališkasis technologijos institutas (KTH) Stokholme. REEEM projektu siekiama įgyti aiškų ir išsamų supratimą apie energetikos strategijų reikšmę visos energetikos sistemos mastu, skatinant perėjimą prie konkurencingos, mažai anglies dioksido išskiriančios ES energetikos visuomenės, bei atsižvelgiant į Strateginio energetikos technologijų plano (angl. SET-Plan) tikslus. Projekto dalyviai sutaria, kad energetikos paslaugų apsirūpinimas šioje visuomenėje turi būti grįstas jų tvarumu, prieinamumu, efektyvumu, energetiniu saugumu ir patikimumu.

Pagrindiniai projekto tikslai – sukurti integruotą energetikos sistemų modeliavimo metodiką, suformuluoti energetikos sistemos scenarijus, pasižyminčius mažai anglies dioksido išskiriančiomis technologijomis, bei įvertinti galimą jų poveikį atliekant atvejo analizes skirtingiems Europos regionams, sukurti mokslo ir politinių sprendimų priėmėjų sąveiką siekiant aiškaus bendravimo bei naudojant sprendimų priėmimo priemones, projekto įgyvendinimo metu užtikrinti skaidrumą.

Projektas susideda iš 7 pagrindinių darbo paketų ir 1 papildomo darbo paketo projektui administruoti, kurie apima šiuos klausimus: energetikos sistemos transformacijos strategijos ir trajektorijos, energetikos technologijų ir inovacijų plėtra, energetikos plėtros poveikis ekonomikai, visuomenės ir vartotojų elgsena, energetikos poveikis aplinkai, sveikatai ir ištekliams, energetikos sistemų integracija. Taip pat projekte daug dėmesio skiriama ir suinteresuotoms šalims įtraukti bei sklaidai.
Laboratorijos mokslininkai šiame projekte pagrinde dalyvauja užduotyse, susijusiose su scenarijų ir jų grupių suformulavimu, centralizuoto šilumos tiekimo ir energetinio saugumo atvejo analizėse. Pagrindinis laboratorijos mokslininkų indėlis numatytas atvejo analizėje, skirtoje įvairiais scenarijais įvertinti regioninį Baltijos šalių ir Suomijos energetinį saugumą taikant modeliavimo metodus.

2016 m. vasarį įvyko pirmasis projekto posėdis, kuriame projekto vykdytojai kartu su EK atstovais aptarė darbų planus ir projekto vykdymo klausimus. 2016 m. balandį ir lapkritį vyko projekto darbiniai susitikimai, kuriuose projekto vykdytojai pasidalijo sukaupta patirtimi, apžvelgė projekto vykdymo eigą bei aptarė būsimus darbus.





EUROPOS SĄJUNGOS 7-OJI BENDROJI MOKSLINIŲ TYRIMŲ, TECHNOLOGINĖS PLĖTROS IR DEMONSTRACINĖS VEIKLOS PROGRAMA



  ASTEC programų paketo, kaip sunkiųjų avarijų valdymo Europoje priemonės, įtvirtinimas

ES 7-osios bendrosios mokslinių tyrimų, technologinės plėtros ir demonstracinės veiklos programos projekto CESAM „Europos sunkiųjų avarijų valdymo programų paketas“ (angl. „Code for European Severe Accident Management“) darbai pradėti 2013 m. balandį. Projekto tikslas – ASTEC programų paketą įtvirtinti Europoje, kaip pagrindinę priemonę sunkiosioms avarijoms valdyti visose Europos II ir III kartos AES (PWR, BWR, CANDU) reaktoriuose.
Šiame projekte dalyvauja 18 ES institucijų. LEI mokslininkai dalyvauja EK Jungtinio tyrimų centro JRC koordinuojamoje darbo grupėje „Pritaikymas jėgainėse ir sunkiųjų avarijų valdymas“ (angl. „Plant applications and Severe Accident Management“). LEI specialistai, naudojant ASTEC programų paketą, projekto metu kartu su partneriais sudarys branduolinės jėgainės su GE BWR4-Mark I tipo reaktoriumi modelį bei atliks pasirinktos BWR tipo jėgainės panaudoto kuro baseinų palyginamuosius skaičiavimus, naudojant ASTEC ir RELAP/SCDAPSIM programų paketus.

2016 m. programų paketo kūrėjai pateikė kelias atnaujintas ASTEC programų paketo versijas, todėl laboratorijos specialistai anksčiau sudarytą GE BWR4-Mark I tipo jėgainės modelio dalį, skirtą išsilydžiusios aktyviosios zonos sąveikai su betonu modeliuoti, modifikavo atsižvelgiant į pakeitimus naujoje ASTEC programų paketo versijoje V2.1.0.5. Taip pat laboratorijos darbuotojai atnaujino anksčiau sudarytą BWR tipo jėgainės panaudoto kuro baseino modelį. Naudojant patobulintą GE BWR4-Mark I tipo jėgainės panaudoto kuro baseino modelį atlikti vandens praradimo skaičiavimai, kurie palyginti su rezultatais, gautais naudojant RELAP/SCDAPSIM programų paketą.

Structure of ASTEC integral code
ASTEC programų paketo struktūra

Panaudoto kuro baseinų elgesys aušinimo praradimo atveju (angl. Spent fuel pool behaviour in loss of cooling or loss of coolant accidents)

ES 7-osios bendrosios mokslinių tyrimų, technologinės plėtros ir demonstracinės veiklos programos projektas NUGENIA-PLIUS, AIR-SFP „Rengiant NUGENIA H2020: Naudoto kuro baseinų elgesys aušinimo praradimo atveju“ pradėtas vykdyti 2015 m. kovą. Projekto trukmė – 18 mėnesių. Projektui vadovauja IRSN (Prancūzija), jame dalyvauja 14 organizacijų iš ES šalių.

Projekto metu atlikti šilumos nuvedimo sutrikimo ir šilumnešio praradimo palyginamieji skaičiavimai Fukušimos Daichi branduolinės elektrinės 4-ojo bloko panaudoto kuro baseine. Šie skaičiavimai atlikti naudojant laboratorijos specialistų ASTEC V2.1.0.5 bei RELAP 5 ir RELAP/SCDAPSIM programų paketų dėka sudarytus modelius. Atlikus šiuos skaičiavimus buvo vertinamas sistemos kritiškumas analizuojant situacijas, kurios gali iššaukti galios padidėjimą. Sistemos kritiškumui vertinti laboratorijos darbuotojai sukūrė skaitinį modelį, panaudojant SCALE 6.1.3 programų paketo KENO-VI modulį. Sudarytas trimatis panaudoto branduolinio kuro baseine patalpintos dėžės su panaudoto branduolinio kuro rinklėmis modelis, kurio dėka ištirtas kritiškumo priklausomumas nuo vandens tankio. Taip pat išnagrinėta kuro rinklių išdėstymo dėžėje žingsnio įtaka kritiškumui. Atlikus palyginamuosius skaičiavimus, parengtos gairės avarijų panaudoto kuro baseinuose ateities moksliniams tyrimams.

3D model of rack cell system with fuel assemblies for SCALE 6.1.3 code
Dėžės su panaudoto branduolinio kuro rinklėmis trimatis modelis SCALE 6.1.3 programų paketui


Rizikos mažinimo pagrindimas taikant eksploatacinę kontrolę (angl. Justification of Risk Reduction through In-Service Inspection

ES 7BP programos NUGENIA-PLUS (rengiant NUGENIA H2020) projekto REDUCE dalis Rizikos mažinimo pagrindimas taikant eksploatacinę kontrolę, papildomai dar remiamo MITA, pradėta vykdyti 2015 m. antroje pusėje, darbai buvo tęsiami iki 2016 m. rugsėjo. 2016 m., kaip ir suplanuota, dalyvauta šiose veiklose:
  • projekto REDUCE dalies ir su projekto veiklomis bei NUGENIA-PLUS susijusiuose susitikimuose;
  • ruošime ataskaitos dėl palyginamųjų skaičiavimų (apimant rizikos vertinimą);
  • gairių dėl rizikos mažinimo taikant inspektavimą vertinimo ruošime.
Tyrimams vykdyti buvo parinkti verdančio vandens reaktoriaus (BWR) ir suslėgto vandens reaktoriaus (PWR) vamzdynų siūlių įvairūs parametrai (viso 14-a pagrindinių atvejų, tarp kurių nagrinėjami plyšiai, atsirandantys veikiant tarpkristalinei korozijai ir nuovargiui).

Darbinio paketo WP4 koordinatorius buvo LEI. Darbo metu parengtas rizikos mažinimo, vadovaujantis eksploatacine kontrole, įvertinimo vadovas (gairės) „Guideline for assessment of risk reduction achieved by ISI“. Šis vadovas ir atitinkama santrauka buvo ruošiama pagal kitų darbinių paketų skaičiavimus ir NUGENIA/ENIQ metodologinį dokumentą „European Framework Document for Risk-Informed In-Service Inspection“.
Projekto dalyviai numatė planus ateičiai. Pagrindinis veiklų akcentas numatytas į rizikos vertinimu pagrįstos inspekcijos taikymą ne tik vamzdynams, bet ir kitoms branduolinių objektų sistemoms ir komponentams. Dalyvavimas NUGENIA asociacijos inicijuotuose projektuose bei atskirų techninių sričių susitikimuose, NUGENIA-Plus projekto REDUCE dalies susitikimuose leido betarpiškai susipažinti su atominių elektrinių saugos tyrimų perspektyvomis ir sudarė galimybes įsitraukti į naujus mokslinius ir taikomuosius darbus branduolinės energetikos saugos analizės bei patikimumo vertinimo srityse. Patirtį, įgytą vykdant šį projektą, galima bus panaudoti vykdant darbus, susijusius ne tik su branduolinėmis jėgainėmis.



  Pažangi saugos vertinimo metodologija taikant išplėstinę tikimybinę saugos analizę (Advanced Safety Assessment Methodologies: Extended PSA)

Konsorciume, vadovaujamame IRSN (Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire), nuo 2013 m. LEI dalyvauja įgyvendinant naują ES 7BP projektą Pažangi saugos vertinimo metodologija taikant išplėstinę tikimybinę saugos analizę (angl. Advanced Safety Assessment Methodology: Extended PSA). Projekto veiklos pradžia – 2013 m. liepos 1 d., trukmė – 36 mėn. Projekto pradiniai partneriai yra 28-ios organizacijos iš 18-os Europos šalių, projekte taip pat dalyvauja ir keli asocijuoti nariai iš JAV ir Japonijos: US-NRC, JANSI bei TEPCO. EK patvirtino, kad projektas vykdomas iki 2017 m.

Šiame projekte išskirtinai daug dėmesio skiriama įvairių išorinių ekstremalių pavojų (meteorologinių, žmogaus sąlygotų ir kt. įvykių) tikimybinei saugos analizei. LEI specialistai šiame projekte svariausiai prisidėjo plėtojant išorinių įvykių atrinkimo ir jų analizavimo metodikas, pasidalindama turima tyrimų patirtimi, publikacijomis bei peržiūrėdama/papildydama projekto ataskaitas. Iki projekto baigiamojo seminaro rugsėjį jau buvo parengtos 24 ataskaitos, kurių didžioji dalis yra viešos. 2016 m. ir toliau daug dėmesio buvo skiriama įvairių išorinių ekstremalių įvykių (meteorologinių, seisminių ir kt. įvykių) analizei, o darbo susitikimuose vyko išsamus įvairių ataskaitų iš atskirų projekto paketų aptarimas:
  • WP10: Ryšys su naudos gavėjais (angl. „Relationship with End-Users“);
  • WP21: Pradinių įvykių (vidinių ir išorinių pavojų) modeliavimas (angl. „Initiating events (internal and external hazards) modeling“);
  • WP22: Kaip į 1-o lygio TSA įtraukti pavojus ir visas galimas įvykių kombinacijas? (angl. „How to introduce hazards in L1 PSA and all possibilities of events combination?“);
  • WP30: Bendri klausimai dėl išplėstinės TSA apimties ir taikymų (angl. „General issues regarding extended PSA scope and applications“);
  • WP40: 2-o lygio TSA specifiniai klausimai (angl. „Specific issues related to L2 PSA“).
Branduolinių įrenginių saugos laboratorijos darbuotojai, dalyvaudami visų projekto darbo paketų veikloje, 2016 m. daugiausiai dėmesio skyrė veikloms, susijusioms su pradinių įvykių (vidinių ir išorinių pavojų) identifikavimu ir analize. Be to, daug dėmesio buvo skirta ir naudos gavėjų aktualijoms vykdant saugos bei su tuo susijusių ataskaitų/metodikų analizes. Daugiausia LEI prisidėjo prie WP21/WP22 darbinių paketų veiklos. LEI koordinavo su meteorologiniais pavojais ir jų poveikiu susijusios ataskaitos rengimą (akcentuojant ekstremalių vėjų, įskaitant viesulus, ekstremalių temperatūrų ir sniego dangos pavojus.). Anksčiau atitinkamame darbiniame pakete buvo pateikta medžiaga į tarpdalykinę darbinę sritį „Link between external initiating events of PSA and NPP design basis conditions“.

Dalyvavimas tokiuose Europos valstybių projektuose, kaip ASAMPSA_E, leido betarpiškai susipažinti su naujausiomis rizikos vertinimo bei tikimybinės analizės atlikimo ir taikymo idėjomis ir prisidėti prie naujų mokslinių ir taikomųjų tyrimų saugos analizės srityje. Ateityje numatoma aktyviau plėtoti ir dvišalį bendradarbiavimą su ASAMPSA_E projekto dalyviais.


Regionų pajėgumų, plėtojant naujus reaktorius, integruotas vertinimas (Assessment of Regional CApabilities for new reactors Development through an Integrated Approach)

2016 m. baigtas ES 7BP projektas ARCADIA. Jis apėmė dvi branduolinės energetikos įgyvendinimo sritis, numatytas technologinės platformos SNETP strateginiame tyrimų ir inovacijų plane: 1) ESNII per paramą skystu švinu aušinamo IV kartos reaktoriaus ALFRED statybai Rumunijoje ir 2) NUGENIA per paramą sprendžiant likusius III kartos branduolinių reaktorių saugos klausimus. Baigiamasis projekto renginys (konferencija) vyko 2016 m. rugsėjį, Pitešti (Rumunija). Konferencijoje be projekto partnerių dalyvavo daug Rumunijos mokslo, verslo ir politikos atstovų. Vietos bendruomenė laukia kol bus pradėtas įgyvendinti ALFRED reaktoriaus projektas, nes mato geras perspektyvas mokslo inovacijoms.




3. MOKSLINIAI TYRIMAI, ATLIKTI PAGAL KONTRAKTUS SU ES IR LIETUVOS ŪKIO SUBJEKTAIS


  Panaudoto branduolinio kuro konteinerių pagalbinių aptarnavimo sistemų modifikacijos arba pakeitimas Ignalinos AE panaudoto kuro baseinų salėse

2016 m. buvo tęsiami darbai pagal kontraktą su GNS (Gesselshaft für Nuklear-Service mbH, Vokietija) Panaudoto branduolinio kuro konteinerių pagalbinių aptarnavimo sistemų modifikacijos arba pakeitimas Ignalinos AE panaudoto kuro baseinų salėse. Darbas vykdomas bendradarbiaujant su AB TECOS bei mašinų gamykla AB ASTRA. Projekto vykdymo metu numatoma pagaminti ir Ignalinos AE kuro baseinų salėse sumontuoti 6 amortizatorius (po tris skirtingus amortizatorius kiekviename IAE bloke) bei kitą panaudoto branduolinio kuro konteinerių aptarnavimo įrangą. Pagrindinių šios įrangos komponentų, amortizatorių, paskirtis – absorbuoti energiją branduoliniu kuru užpildyto konteinerio avarinių kritimų ir žemės drebėjimo atvejais ir užtikrinti, kad apkrovos pastato ir konteinerio konstrukcijoms neviršys leistinų reikšmių. 2016 m. buvo tęsiamas, sutartyje numatytas, atliktų darbų garantinis periodas.

Absorbers in the spent nuclear fuel pool at Ignalina NPP Unit 1
Absorberiai Ignalinos AE pirmojo bloko panaudoto branduolinio kuro baseinui


Pagalba Irako branduolinės energetikos reguliatoriui vykdant radioaktyvių medžiagų tvarkymą, branduolinių objektų eksploatacijos nutraukimą bei užterštų aikštelių sutvarkymą

2016 m. pasirašyta sutartis su Prancūzijos nacionaline radioaktyviųjų atliekų tvarkymo agentūra, suteikiant pagalbą Irako branduolinės energetikos reguliatoriui, vykdant radioaktyviųjų medžiagų tvarkymą, branduolinių objektų eksploatacijos nutraukimą bei užterštų aikštelių sutvarkymą. Projekto metu numatomi darbai suskirstyti į šiuos uždavinius:

1. apžvelgti šiuo metu Irake galiojančius normatyvinius dokumentus, reglamentuojančius radioaktyvių atliekų tvarkymą, branduolinių objektų eksploatacijos nutraukimą bei užterštos aplinkos tvarkymą;
2. palyginti galiojančius normatyvinius dokumentus su tarptautiniais standartais bei geriausia Europos Sąjungoje taikoma praktika;
3. parengti rekomendacijas galiojantiems normatyviniams dokumentams tobulinti;
4. parengti saugos vadovus/rekomendacijas specifinėms sritims;
5. parengti rekomendacijas radioaktyviųjų atliekų atliekynų projektams vertinti;
6. apžvelgti bei įvertinti Užsakovo pateiktas saugos ataskaitas, susijusias su naujo paviršinio atliekyno projektavimu;
7. perduoti sukauptą patirtį radioaktyviųjų atliekų atliekynų inspektavimo srityje;
8. parengti medžiagą bei organizuoti mokymus Užsakovo personalui radioaktyviųjų atliekų tvarkymo bei branduolinių objektų eksploatacijos nutraukimo ir aplinkos sutvarkymo srityse.

Laboratorijos mokslininkai dalyvauja vykdant visus išvardytus uždavinius. 2016 m. buvo apžvelgti Irake galiojantis normatyviniai dokumentai bei atliktas jų palyginimas su tarptautiniais standartais bei geriausia Europos Sąjungoje taikoma praktika.
  AB „Klaipėdos nafta“ naftos terminalo ir suskystintų gamtinių dujų terminalo esamų saugos ataskaitų ir vidaus avarinių planų atnaujinimo bei derinimo paslaugų pirkimas

2016 m. pasirašyta sutartis su VšĮ Pajūrio tyrimų ir planavimo institutu dėl AB „Klaipėdos nafta“ dokumentų atnaujinimo bei derinimo. Projekto metu numatoma atlikti naftos terminalo ir suskystintų gamtinių dujų terminalo (SGDT) saugos ataskaitų ir vidaus avarinių planų atnaujinimą, įskaitant procesų keliamos rizikos kiekybinį vertinimą. Šių atnaujinimų tikslas apima:
  1. planuojamų naudoti ir laikyti cheminių medžiagų, jų kiekių ir technologinių procesų, darbo priemonių, procesų keliamos rizikos kiekybinį įvertinimą, saugos ataskaitos atnaujinimą ir suderinimą su kompetentinga institucija;
  2. integruotą kiekybinį rizikos vertinimą esamoms naftos terminalo ūkinėms veikloms ir planuojamoms ūkinėms veikloms, identifikuojant galimus avarijų/incidentų scenarijus, įvertinant šių incidentų dažnį ir pasekmes, incidentų keliamą socialinę riziką (duomenis pateikiant F-N kreive) ir individualią riziką (modeliuojant rizikos kontūrus).
Naftos terminalo saugos ataskaitos ir vidaus avarinio plano atnaujinimas įvertins planuojamos naftos terminalo ūkinės veiklos plėtros planus, t. y šviesių naftos produktų (ŠNP) parko plėtrą ir skysto kuro mišinių tvarkymo optimizavimą, įrengiant naujas apvandentinto mazuto talpyklas, naftos produktų iškrovimo estakados, geležinkelio atšakos bei naujų naftos produktų talpyklų statybą ir eksploataciją, ŠNP parko plėtros II etapą bei suskystintų gamtinių dujų paskirstymo stoties statybą ir eksploataciją. SGDT saugos ataskaitos ir vidaus avarinio plano atnaujinimas atliekamas įvertinus planuojamą suskystintų gamtinių dujų perkrovą iš SGD laivo – saugyklos į dujovežius.


Maišiagalos radioaktyviųjų atliekų saugyklos saugos vertinimas

2016 m. bendradarbiaujant kartu su Fizinių ir Technologijos Mokslų Centro Fizikos Institutu paruošta Maišiagalos radioaktyviųjų atliekų saugyklos periodinės saugos vertinimo ataskaita. Ją ruošiant atsižvelgta į teisinio reglamentavimo ir saugyklos aikštelės ir jos aplinkos pasikeitimus, į konstrukcijų, sistemų ir komponentų senėjimo ir kitus saugyklos saugai galinčius turėti įtakos veiksnius. Projekto vykdymo metu atkasta viena iš saugyklos apsauginiam kaupui naudojamų komponentų – geomembrana. Ji buvo užkasta šalia saugyklos kaupo tikslu, vėlesniuoju laikotarpiu ištirti ar nedegradavo jos savybės. Geomembrana buvo panaudota 2006 m. rekonstruojant saugyklos kaupą, jos paskirtis – riboti vandens patekimą į saugyklos vidų. LEI laboratorijose buvo ištirtos geomembranos fizinės bei mechaninės savybės. Tyrimai patvirtino, kad goemembranos savybės nepakito. Taip pat buvo sumodeliuoti radionuklidų migravimo dirvožemiu scenarijai naudojant RESRAD-OFFSITE skaitinį modelį bei įvertinti radionuklidų pernašos oru scenarijai. Ilgaamžių radionuklidų tyrimų rezultatai patvirtino, kad saugykla neatitinka tokiam kapinynui keliamų reikalavimų, ir artimoje ateityje planuojama visas radioaktyviąsias medžiagas iš kapinyno perkelti į saugyklas esančias šalia IAE.

 
Maišiagalos radioaktyvių atliekų saugyklos kaupas


Skaityti antrąją laboratorijos aprašo dalį >>>

Toliau skaitykite:
4. Branduolinės saugos žinių perdavimas ir mokymų organizavimas
5. Dalyvavimas ES mokslinėse organizacijose ir kompetencijos tinkluose
6. Mokslininkų kompetencijos ugdymas ir mokslinių rezultatų skelbimas

© Lietuvos energetikos institutas, 2005-2017. Visos teisės saugomos.
Valstybės biudžetinė įstaiga. Duomenys kaupiami ir saugomi Juridinių asmenų registre, kodas 111955219 | PVM kodas LT119552113