Система антисейсмической защиты удаленного конфигурирования объектов повышенной опасности

1 Классификация (тематическое направление, не более двух)
Системы безопасности. Приборостроение.
2 Назначение и область применения: Система предназначена для измерения амплитуды землетрясения 5 баллов и выше по шкале MSK-64, формирования и беспроводной передачи сигналов в системы аварийной защиты реакторной установки.
3 Краткое описание (суть) проекта:
Несмотря на положительные результаты эксплуатации сейсмодатчиков, на более высокую степень безопасности защищаемых объектов и расширения круга решаемых задач обеспечивает реализация концепции построения систем предупредительной защиты с установкой сейсмодатчиков на значительном удалении от основного оборудования
и сооружений объектов повышенной опасности (удаленного конфигурирования).
Стратегические задачи, решаемые при реализации указанной концепции, заключаются:
- в сборе объективной информации о фактическом сейсмическом состоянии района размещения АЭС на проектной и строительной стадиях работ;
- в сейсмомониторинге района размещения АЭС на стадиях эксплуатации и получении информации для прогнозирования и оценки предполагаемых сейсмических событий;
- в выдаче сигналов оповещения и предупредительной аварийной остановки реактора при сейсмических процессах, близких к расчетным.
Реализации указанных задач позволит существенно сократить территориальный разброс площадок АЭС, особенно в европейской части России. Это также позволяет повысить уровень интеграции внутриотраслевых локальных мониторинговых сетей предупредительной сейсмичесткой защиты с регионами, российской и мировой системами наблюдений, исследований прогнозирования сейсмических процессов.
4 Актуальность и новизна идеи (конкретное инновационное решение): Обеспечение безопасной эксплуатации объектов повышенной опасности и значительное снижение вероятности возникновения значительных экономических и человеческих потерь в случае возникновения аварийной ситуации.
5 Научно-техническое описание: Беспрецедентные требования безопасности, предъявляемые к аппаратуре систем аварийной защиты объектов атомной энергетики, гидроэлектростанций и других объектов повышенной опасности привели к необходимости поиска новых концепций их построения. К одному из путей реализации предлагаемой концепции можно отнести исследования возможности создания систем антисейсмической защиты нового поколения, основанной на распределенном размещении сейсмодатчиков, содержащих емкостные акселерометры уравновешивающего преобразования, совместимых с новыми приборостроительными технологиями – микросистемной техники и микромеханики, на значительном удалении от основного оборудования объектов повышенной опасности.
Радикальному улучшению характеристик систем антисейсмической защиты на основе современных технологий и методов построения способствуют:
- реализация структуры уравновешивающего преобразования, обеспечивающей простоту регулирования в широких пределах диапазонов измерений, частотных диапазонов измерений, от формирования пороговых значений сейсмоускорения для систем антисейсмической защиты по требованию заказчика и программными методами;
- широкие возможности улучшения метрологических, массогабаритных и энергетических характеристик;
- реализация возможности диагностики и встроенной самодиагностики всего измерительного тракта, включающего каналы обработки информации и системную часть, на протяжении всего жизненного цикла;
- реализация беспроводной передачи мониторинговой информации и аварийных сигналов от удаленных сейсмодатчиков в системы управления режимами работы энергетических установок, обеспечивающей возможность раннего проведения анализа, прогнозирования изменения сейсмической обстановки района размещения объекта повышенной опасности и принятия решения о предотвращении возможного возникновения аварийной ситуации;
- наличие в РФ и в частности в ОАО "НИИФИ" высокоточного эталонного оборудования для воспроизведения постоянных и переменных линейных ускорений.
6 Предлагаемая к выпуску продукция (продукт, услуга, технология):
Система антисейсмической защиты удаленного конфигурирования.
7 Существующие аналоги и преимущества перед ними: Зарубежный рынок сейсмодатчиков в РФ представлен фирмой Siemens (серия датчиков GM570, GM770 GMXS5 для охранной сигнализации) и система типа Geosik для систем аварийной защиты реакторных установок.
1. Отечественные образцы сейсмодатчиков представляют собой единичные образцы разработки высших учебных заведений, институтов РАН и ОАО "ЭЛПА". Основным назначением указанных датчиков является сейсмомониторинг и прогнозирование землетрясений в составе систем и станций.
Отсутствует информация об использовании представленных датчиков в целях сейсморазведки.
2. Сейсмодатчики СД 4 и ССЗ, разработанные для систем аварийной защиты выпускаются серийно, но обладают избыточными функциями, которые существенно повышают стоимость и не могут быть использованы в условиях сейсморазведки.
8 Анализ рынка (потенциальные потребители, география проекта): Зарубежный рынок сейсмодатчиков представлен системами охранной сигнализации (серия датчиков GM570, GM770 GMXS5 фирмы Siemens) и системами аварийной защиты реакторных установок типа Geosig (Швейцария). Отечественный рынок сейсмодатчиков отличается значительным многообразием. Рынками сбыта разрабатываемых систем антисейсмической защиты являются в первую очередь объекты повышенной опасности – АЭС, ГЭС и другие сложные технические объекты.
9 Защита интеллектуальной собственности (наличие правоохранных и прочих документов): Технические решения акселерометра и способы определения их метрологических характеристик защищены рядом патентов РФ, например № 2208815, № 2138822, № 2191016 и др. Акселерометры АЛЕ 037 с частотными диапазонами измерений до (0 –128) Гц имеют свидетельство об утверждения типа средства измерений RU.C.28.018.В № 18104 и зарегистрированы в Государственном реестре средств измерений РФ под № 27265-04 по двум функциям — измерению линейного ускорения и измерению электрического напряжения.
10 Информация об участии проекта в конкурсах инновационных проектов, в т.ч в федеральных (название конкурса, организатор, сроки проведения, результаты участия): На 53-м Всемирном Салоне инноваций, научных исследований и новых технологий "БРЮССЕЛЬ ЭВРИКА 2004", проходившем с 16 по 21 ноября 2004г. в г. Брюсселе (Бельгия), блоки, защищенные указанным патентом "Блок сейсмодатчиков для системы антисейсмической защиты", удостоены золотой медали.
11 Состояние проекта (выполненные этапы, имеющаяся документация по проекту):
Сейсмодатчики СД4, входящие в состав разрабатываемой системы антисейсмической защиты удаленного конфигурирования поставляются на АЭС РФ, Украины, Индии, Ирана, Болгарии.
12 Фотоматериал.
1. Фотография сейсмодатчика СД 4.
2. Эскиз конфигурации системы антисейсмической защиты удаленного конфигурирования на примере АЭС
13 Схема реализации проекта (предстоящие этапы и основные сложности - риски):
Для решения поставленных задач необходимы:
- разработка проекта по размещению сейсмодатчиков системы антисейсмической защиты в зависимости от геологических, гидрогеологических и сейсмотектонических условий рельефа местности между площадками объектов повышенной опасности и площадками для установки сейсмодатчиков;
- разработка концепций обеспечения непрерывного контроля величины колебаний грунтов площадки объектов повышенной опасности и регистрации сейсмических колебаний на отдельных отметках с целью диагностики ранее принятых проектных решений;
- создание типового проекта бункера для размещения и защиты сейсмодатчиков от влияния окружающей среды и несанкционированного воздействия на него;
- оценка влияния установки сейсмодатчиков на малогабаритном основании на точность передачи сейсмоускорения к чувствительным элементам;
- замена проводных линий связи на беспроводные;
- создание новых алгоритмов управления работой сейсмодатчиков и новых интерфейсов связи с технологическими подсистемами АЭС;
- адаптация схемно-конструктивных решений системы к различным способам электропитания.
14 Имеющиеся ресурсы для реализации проекта (производственные мощности, сырье, трудовые ресурсы, инвестиционная площадка, инфраструктура): Предприятие имеет необходимое современное оборудование, включающее в себя заготовительное производство, оснащенное системами ЧПУ, механообрабатывающее производство с лезвийной, лазерной, шлифовальной и термической обработкой. На предприятии имеются комплексы оборудования для сварки, пайки, контроля герметичности, а также необходимое оборудование для контроля. Для испытаний датчиков на различных этапах ОКР и изготовления в значительном количестве имеются виброзащищенные помещения, отечественные вибростенды, ударные стенды и аналогичное оборудование фирм Bruel  Kjer, Tira, отечественная прецизионная двойная центрифуга ДЦ1А и центрифуга фирмы Aktidin, термокамеры фирм Tabai, Ilka и др., а также необходимая исследовательская и измерительная аппаратура (электронные микроскопы, измерительные машины, цифровые анализаторы спектры, вольтметры, осциллографы, генераторы, измерители емкостей и т. д.).
15 Необходимые ресурсы для реализации проекта: ОАО «НИИФИ» обладает всеми необходимыми ресурсами для реализации проекта.
16 Финансовые показатели проекта.
  Общая стоим. проекта, 900,0 тыс. руб.
  Необходимые для привлечения инвестиции, 45000 тыс. руб.
  Срок реализации проекта, 36 мес.
  Период окупаемости, не более 5 лет
  Предполагаемый объем выпуска и реализ., 80 млн.руб/год
  Имеющиеся ресурсы: современное оборудование, включающее в себя заготовительное производство, оснащенное системами ЧПУ, механообрабатывающее производство с лезвийной, лазерной, шлифовальной и термической обработкой.
17 Перспективы развития (при получении инвестиций), возможные результаты по этапам реализации проекта:
1. Концепция обеспечения непрерывного контроля величины колебаний грунтов площадки объектов повышенной опасности и регистрации сейсмических колебаний на отдельных отметках с целью диагностики ранее принятых проектных решений;
2. Типовой проект бункера для размещения и защиты сейсмодатчиков от влияния окружающей среды и несанкционированного воздействия на него;
3. Результаты оценки влияния установки сейсмодатчиков на малогабаритном основании на точность передачи сейсмоускорения к чувствительным элементам;
4. Новые алгоритмы управления работой сейсмодатчиков и новых интерфейсов связи с технологическими подсистемами объектов повышенной опасности;
5.Система антисейсмической защиты удаленного конфигурирования объектов повышенной опасности с организацией передачи мониторинговой и аварийной информации по беспроводной линии связи.
18 Ожидаемый социально-экономический эффект (количество создаваемых рабочих мест, налоговые поступления в бюджеты всех уровней):
В рамках реализации проекта потребуется создание не менее 15 новых рабочих мест.
Экономический эффект от внедрения системы антисейсмической защиты удаленного конфигурирования будет заключаться в повышении надежности систем аварийной защиты, исключающих вероятность несанкционированного аварийного отключения установок объектов повышенной опасности и уменьшения экономических потерь за счет прекращения работы указанных объектов. Наряду с этим внедрение системы антисейсмической защиты удаленного конфигурирования способствует значительному снижению вероятности возникновения экологических катастроф, ликвидация последствий которых связана со значительными экономическими потерями.
19 Команда проекта
19.1 Руководитель проекта (Ф.И.О., место работы/учебы, должность): Папко Антонина Алексеевна, ОАО «НИИФИ», главный конструктор направления.
19.2 Участники проекта (Ф.И.О., место работы/учебы, должность, роль в проекте):
Калинин Михаил Александрович, ОАО «НИИФИ», заместитель начальника научно-исследовательского отдела, решение организационно-технических вопросов разработки системы антисейсмической защиты, разработка отдельных узлов системы.
Кирянина Ирина Владимировна, ОАО «НИИФИ», начальник сектора, разработка отдельных узлов системы.
Малкин Юрий Михайлович, ОАО «НИИФИ», главный специалист, разработка конструкторско-технологических решений по созданию системы, решение технических вопросов изготовления системы.
Прохновский Андрей Евгеньевич, ОАО «НИИФИ», ведущий инженер, отработка схемно-конструктивных решений сейсмодатчика по требованиям обеспечения автономного питания, электромагнитной совместимости и др.
Брюхачев Алексей Анатольевич, ОАО «НИИФИ», инженер-конструктор 1 кат., разработка беспроводной линии связи.
Метальникова Людмила Вениаминовна, ОАО «НИИФИ», инженер-конструктор 2 кат., разработка документации на систему.
Скаморин Денис Анатольевич, ОАО «НИИФИ», инженер-конструктор 2 кат., математическое моделирование отдельных узлов системы.
Шепталина Светлана Владиславовна, ОАО «НИИФИ», инженер-конструктор 3 кат., отработка технологий изготовления отдельных узлов системы.
20 Контактная информация
20.1 Название предприятия (организации): Открытое акционерное общество «Научно-исследовательский институт физических измерений» (ОАО «НИИФИ»)
20.2 Информация о предприятии (сфера деятельности): разработка, производство, поставка для ракетной, космической, авиационной техники и стартовых наземных сооружений:
– датчиков физических величин (абсолютных, избыточных, дифференциальных, быстропеременных и акустических давлений, деформаций, сил, крутящих моментов, линейных и угловых перемещений и ускорений, оборотов, температуры и других параметров);
– нормализующих преобразователей;
– систем измерения, диагностики, контроля, управления и аварийной защиты.
20.3 Руководитель (Ф.И.О., должность): Алексей Геннадиевич Дмитриенко, генеральный директор
20.4 Адрес: г. Пенза, ул. Володарского д.8/10
20.5 Телефон/факс, электронная почта, web-сайт: факс (8412)-55-14-99, E-mail:niifi@sura.ru, http://www.niifi.ru
21 Дата представления или последнего обновления информации: 21.10.2010