bsvwvbund_12082005_RSII51703134•Rahmenempfehlungen für die Fernüberwachung von Kernkraftwerken
bsvwvbund_12082005_RSII51703134Administrative Regulation12.08.2005
Rahmenempfehlungen für die Fernüberwachung von Kernkraftwerken
Inhaltsverzeichnis
I. | ALLGEMEINER TEIL | 2 | ||
II. | FACHLICHER TEIL | 4 | ||
A. | Überblick | 4 | ||
B. | Parameterliste | 5 | ||
1. | Emissionsüberwachung | 5 | ||
1.1 | Emissionen mit der Fortluft | 5 | ||
1.2 | Emissionen mit dem Abwasser | 6 | ||
1.3 | Hilfsparameter | 6 | ||
2. | Immissionsüberwachung | 7 | ||
2.1 | Messparameter der Immissionsüberwachung | 7 | ||
2.2 | Schnittstellen zu anderen Immissionsmessnetzen | 9 | ||
3. | Meteorologie | 9 | ||
4. | Daten aus der Anlage | 9 | ||
C. | Auslegung der Mess- | 10 | ||
1. | Energieversorgung | 10 | ||
2. | Anschluss von Messgeräten an die Fernüberwachung | 11 | ||
3. | Geräteinterne Messzeiten, Mittelungszeiten für Messwerte | 11 | ||
4. | Alarmierung | 12 | ||
5. | Ferndiagnose, Fernwartung | 13 | ||
6. | Besondere Auslegung der Immissionsmessgeräte | 13 | ||
7. | Sonstige Anforderungen | 14 | ||
D. | Datenerfassung, Datenübertragung und Datenverarbeitung | 14 | ||
1. | Allgemeines | 14 | ||
1.1 | Datenerfassung und Vorverarbeitung im Kernkraftwerk | 15 | ||
1.2 | Datenübertragung | 15 | ||
2. | Datenverarbeitung in der Zentrale | 16 | ||
2.1 | Datenverarbeitung und -speicherung | 16 | ||
2.2 | Berechnungsfunktionen | 17 | ||
2.3 | Simulation mit Übungsdaten | 17 | ||
3. | Ergebnisausgabe an den Auswertungsterminals | 18 | ||
4. | Datensicherheit | 19 | ||
5. | Schnittstellen zu anderen Netzen und Einrichtungen | 19 | ||
5.1 | RODOS | 19 | ||
5.2 | Wetterinformationen | 19 | ||
5.3 | Schnittstellen zu externen Messnetzen und mobilen Einrichtungen | 19 | ||
E. | Qualitätssicherung | 20 | ||
(Zielsetzung und Aufgaben der Fernüberwachung)
§ 19 Abs. 1 des Atomgesetzes (1) verpflichtet die Aufsichtsbehörden, neben Umgang und Verkehr mit radioaktiven Stoffen allgemein auch die Errichtung, den Betrieb und den Besitz von Anlagen nach § 7 des Atomgesetzes in einer Weise zu überwachen, dass sie von der Einhaltung der gesetzlichen Vorschriften und ihrer auf diesen Vorschriften beruhenden Anordnungen und Verfügungen sowie der Bestimmungen des Bescheids über die Genehmigung und nachträglicher Auflagen durch die Betreiber dieser Anlagen überzeugt sein können. Die Aufsichtsbehörden und die von ihnen nach § 20 Atomgesetz zugezogenen Sachverständigen oder Beauftragten anderer zugezogener Behörden gemäß § 19 Abs. 2 Atomgesetz sind befugt, alle zu diesem Zweck notwendigen Prüfungen vorzunehmen. Die kontinuierliche Erhebung von Messdaten bezüglich des Emissions- und Immissionsverhaltens der Anlagen, deren betriebliche Daten und die zeitnahe Übertragung an die Aufsichtsbehörde oder deren Beauftragte zur ständigen Überwachung stellen ein wirksames Instrument der staatlichen Aufsicht im Sinne des Atomgesetzes dar (Kernkraftwerk-Fernüberwachung - KFÜ). Die Verwendung der erhobenen Messdaten im Zusammenhang mit meteorologischen Einflussgrößen in geeigneten Rechenprogrammen ermöglicht eine Beurteilung und Prognose der Strahlenexposition in der Umgebung der Anlagen insbesondere nach einer Freisetzung radioaktiver Stoffe bei Störfällen oder Unfällen. Die Daten dienen auch für Zwecke des Katastrophenschutzes. Die in dem Informationssystem der Fernüberwachung erhobenen und berechneten Daten stellen die Grundlage für eine Verknüpfung dieser Daten mit weitergehenden Analyse-, Simulations-, Prognose- und Entscheidungshilfesystemen dar. Die Aufgaben der Fernüberwachung sind durch nachfolgende Schwerpunkte gekennzeichnet:
Die Verwendung der im KFÜ erhobenen Daten umfasst die
Die Ausgestaltung dieser Aufgaben erfolgt entsprechend der Art der zu überwachenden Anlage und in Verantwortung des jeweils Aufsicht führenden Landes.
Angaben zur technischen Realisierung der Fernüberwachung von Kernkraftwerken mit Leichtwasserreaktor enthält Kapitel II. Die Angaben beziehen sich grundsätzlich auf Fernüberwachungseinrichtungen bei Kernkraftwerken, die sich in Betrieb oder in der Rückbauphase befinden. Nach der Stilllegung und während des Rückbaus kann unter Beachtung des verbleibenden Gefahrenpotentials das System der Fernüberwachung angepasst oder auf einen Weiterbetrieb verzichtet werden.
Die Angaben können, soweit sie nicht kernkraftwerksspezifisch sind, sinngemäß auch für die Auslegung der Fernüberwachung anderer kerntechnischer Anlagen und Einrichtungen genutzt werden.
Der fachliche Teil der Rahmenempfehlung beinhaltet eine Konkretisierung des Umfangs der mittels Fernüberwachung zu erfassenden Informationen (Abschnitt B.), und zwar ausgehend von den Regeln und Richtlinien (2) , die zur Durchführung der gesetzlichen Bestimmungen, auf die die Schwerpunkte in Kapitel I zurückgehen, vorliegen bzw. in Arbeit sind. Der fachliche Teil gibt ferner Empfehlungen und Hinweise zu den Anforderungen an die Messeinrichtungen (Abschnitt C.), zur Informationsübertragung und –verarbeitung
(Abschnitt D.), sowie zur Qualitätssicherung (Abschnitt E.). Diese Empfehlungen und Hinweise gründen sich vor allem auf die Erfahrungen, die in den vergangenen Jahren mit den in Betrieb befindlichen Fernüberwachungssystemen für Kernkraftwerke gemacht wurden bzw. berücksichtigen den derzeitigen Stand der Informationstechnik.
Die Ableitung radioaktiver Stoffe über den Luftpfad und den Wasserpfad wird nach dem Stand von Wissenschaft und Technik entsprechend den sicherheitstechnischen Regeln des KTA überwacht. Die Überwachung gasförmiger und an Schwebstoffen gebundener radioaktiver Stoffe wird in der KTA-Regel 1503 beschrieben mit dem Teil 1 „Überwachung der Ableitung radioaktiver Stoffe mit der Kaminfortluft bei bestimmungsgemäßem Betrieb", dem Teil 2 „Überwachung der Ableitung radioaktiver Stoffe mit der Kaminfortluft bei Störfällen" und Teil 3 „Überwachung der nicht mit der Kaminfortluft abgeleiteten radioaktiven Stoffe". In der KTA-Regel 1504 wird die Überwachung der Ableitung radioaktiver Stoffe mit Wasser beschrieben. Die Überwachung der Ableitungen radioaktiver Stoffe bei Forschungsreaktoren werden in der KTA-Regel 1507 beschrieben. Entsprechend der Zielsetzung von Kapitel I. werden diejenigen Parameter der kontinuierlichen Messungen erfasst, die eine schnelle Ermittlung der Abgaberaten der einzelnen Radionuklidgruppen ermöglichen. Um eine vom Betreiber des Kernkraftwerks unabhängige Überwachung zu ermöglichen, kann die Aufsichtsbehörde eigene Messeinrichtungen installieren.
Im einzelnen ist die Überwachung nachstehender Parameter vorzusehen.
Um die Abgaberate darüber hinaus bei auslegungsüberschreitenden Aktivitätskonzentrationen abschätzen zu können, ist die Dosisleistung im Fortluftkamin kontinuierlich zu messen. Der Zusammenhang zwischen Dosisleistung und der Edelgasaktivitätskonzentration am Ort der Messung ist zu ermitteln.
Zur Ermittlung der Abgaberaten radioaktiver Stoffe mit der Fortluft bzw. dem Abwasser werden folgende Messungen durchgeführt:
Die Immissionsüberwachung als Teil der Fernüberwachung dient zwei Zwecken:
Das Bundesamt für Strahlenschutz seinerseits verdichtet das ODL-Messnetz in der Umgebung von Kernkraftwerken innerhalb eines Radius von mindestens 25 km, wobei die Standorte so gewählt sind, dass sich die Messstellen des Bundes und der Länder gegenseitig ergänzen. Zwischen dem Bundesamt für Strahlenschutz und den Ländern sind Vereinbarungen zu treffen, die beiden einen Direktzugriff auf alle ODL-Messdaten im Umkreis einer Anlage erlauben, der mindestens den Planungsradius für Katastrophenschutzmaßnahmen abdeckt. Darüber hinausgehende Vereinbarungen bleiben davon unberührt.
Die Erfassung der meteorologischen Größen ist u. a. erforderlich für:
Die Eingangsgrößen für die Berechnung der Ausbreitung und Ablagerung radioaktiver Stoffe sind in KTA 1508 spezifiziert. Bei Ausfall von einzelnen meteorologischen Gebern sollte durch eine Ersatzwertstrategie gewährleistet sein, dass jederzeit eine Ausbreitungsrechnung durchgeführt werden kann.
Zunächst liegt der Schwerpunkt auf der Überwachung solcher Parameter, die Hinweise auf Betriebszustände geben können, die mit der Freisetzung radioaktiver Stoffe verbunden sein können. Dies sind insbesondere Aktivitätskonzentration und Ortsdosisleistung in den Strahlenschutzbereichen der Anlage.
Weitere Daten können Hinweise auf Einhaltung der Schutzziele geben:
Die Notwendigkeit zur Überwachung weiterer Parameter kann sich aus dem Betrieb der einzelnen Anlagen ergeben.
Sämtliche Einrichtungen der Fernüberwachung sind vom Anlagenbetreiber ausfallsicher mit Strom zu versorgen. In der Regel wird dies durch den Anschluss an unabhängige Stromschienen realisiert. So vorhanden kann auch eine Gleichspannung/Wechselrichter-Stromversorgung zusätzlich benutzt werden. Die Einrichtungen der Fernüberwachung sind hierbei möglichst gleichmäßig an die unabhängigen Stromschienen anzuschließen. Redundante Einrichtungen sind von verschiedenen Stromschienen zu versorgen. Die Geräte und Einrichtungen sind gegen die Auswirkungen von Spannungsschwankungen zu schützen.
Für die IT-technischen Einrichtungen sind unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) vorzusehen.
Die Hard-/Software-Einrichtungen für die Fernüberwachung sollten so ausgelegt sein, dass bei Spannungswiederkehr nach einem Ausfall der Stromversorgung ein automatischer Reset und ein erneutes Hochfahren der Systeme ohne äußeren Eingriff erfolgt.
Die Alarmierung bei Überschreitung bestimmter Kriterien soll je nach Zielsetzung folgenden Zwecken dienen:
Insbesondere bei der Verfolgung kleiner Abweichungen vom Normalbetrieb der Anlage ist die Alarmschwelle genügend hoch über die Erkennungsgrenze des Messgerätes zu setzen, um Fehlalarme zu verhindern.
Bei der Überprüfung von Abgabegrenzwerten ist die Alarmschwelle auf einen bestimmten Prozentsatz dieses Abgabegrenzwertes einzustellen.
Die Überprüfung auf Überschreitung von Alarmschwellen soll auf eine der folgenden Arten erfolgen:
Die erstere Überprüfungsart sollte insbesondere dann angewendet werden, wenn mit längeren Datenübertragungszyklen gearbeitet wird. Bei Eintreten des Alarmkriteriums sollte der normale Übertragungsrhythmus unterbrochen werden und sofort ein Datenabruf/Datenübermittlung stattfinden.
Ein weiteres Alarmkriterium kann die Häufigkeit der Schwellenwertüberschreitung einzelner Messwerte innerhalb eines Mittelungszeitraums sein.
Zur Alarmierung sind Kommunikationsmöglichkeiten entsprechend dem Stand der Technik einzusetzen. Dabei ist auf größtmögliche Zuverlässigkeit (u. a. durch Redundanzen / Diversitäten) zu achten.
Weiter ist durch eine entsprechende Ablauforganisation sicherzustellen (Rufbereitschaft, etc.), dass das Vorliegen eines Alarmzustandes unverzüglich bei einem Zuständigen gemeldet wird.
Behördeneigene Messgeräte und Datenverarbeitungssysteme sind mit Ferndiagnose und Fernwartungseinrichtungen zu versehen.
Die Datenfernüberwachung und die Fernwartungsfunktion sollen sich gegenseitig nicht beeinträchtigen.
Unter Berücksichtigung der technischen Möglichkeiten der verwendeten Messgeräte sollen folgende Besonderheiten beachtet werden:
Soweit die Stationen im Normalbetrieb ein längeres Messintervall verwenden als im Intensivbetrieb (z. B. 1 oder 2 Stunden), soll die Umschaltung sowohl automatisch bei Grenzwertüberschreitung erfolgen als auch ferngesteuert aus der Zentrale möglich sein.
Neben den für die Betreibermessgeräte geltenden Anforderungen aus den diversen Regelwerken, z. B. den Regeln des KTA, können für behördeneigene Messgeräte abweichende landesspezifische Anforderungen gelten.
Einige allgemeine Spezifikationen sind:
Für Systeme zur Kernkraftwerks-Fernüberwachung haben sich vernetzte Rechnersysteme mit lokalen Netzwerken an jedem KKW-Standort, einer zentralen Datenverarbeitung und dezentralen Terminalstationen zur Auswertung und Darstellung von Ergebnissen bewährt.
Zur Erhöhung der Verfügbarkeit des Systems werden die redundante Auslegung der Komponenten zur Datenerfassung, Datenfernübertragung und Datenspeicherung sowie unterbrechungsfreie Stromversorgungen empfohlen.
Mittels Software zum Netzwerkmanagement können alle Netzwerkkomponenten des KFÜ-Systems automatisch überwacht werden.
Zur Ablage der gesammelten Daten und aller Messstelleninformationen in der Zentrale wird ein Datenbanksystem empfohlen. Die Daten sind für mindestens 30 Jahre zu archivieren.
Die Vorverarbeitung der Messdaten erfolgt an jedem KKW-Standort in Subzentralen. Sie bestehen aus Rechnern und den Geräten der Prozessdatenerfassung sowie der notwendigen Kommunikationstechnik. Zur digitalen Umsetzung analoger Messsignale (z. B. eingeprägter Strom 0-20mA), zur Erfassung binärer Statussignale sowie für die Übernahme digitaler Datentelegramme wird eine Hardware zur Prozessdatenerfassung eingesetzt. Alle Komponenten der Subzentrale sollen den erhöhten Anforderungen in Kernkraftwerken genügen. Die Speicherkapazität der Rechner in den Subzentralen ist so zu bemessen, dass die verdichteten Messdaten über mindestens 10 Tage zwischengespeichert werden können. Ausfallzeiten der Zentrale oder Leitungsstörungen können so ohne Datenverlust überbrückt werden.
Die Messdaten durchlaufen vor der Speicherung und Verdichtung Plausibilisierungsstufen, um sie anhand frei vorgebbarer Kriterien wie z.B. Bereichsgrenzen zu prüfen.
Per Fernzugriff sollten sowohl die in den Subzentralen möglichen Parametrierungen/-Einstellungen durchführbar als auch ein Rechnerneustart möglich sein.
Die Datenübertragung kann leitungsgebunden oder über Funkverbindung erfolgen. Dabei sollte auf möglichst große Verfügbarkeit und Datensicherheit geachtet werden. Wenn behördeneigene Datenleitungen oder Funkfrequenzen zur Verfügung stehen, sollten diese vorrangig verwendet werden Die Anschlüsse von KFÜ-Wählverbindungen in öffentlichen Netzen sollten eine Vorrangberechtigung gem. TKSiV (Telekommunikations Sicherstellungsverordnung) erhalten. Sie schützt vor Abschaltung durch den Netzbetreiber, um Netzüberlastungen zu vermeiden
Die Übertragungswege zu den KKW-Substationen sollten redundant und möglichst diversitär ausgelegt sein. Zur Rechnerkommunikation sowohl zwischen Zentrale und Subzentralen als auch innerhalb der lokalen Netzwerke wird als Protokoll TCP/IP empfohlen. Der Mittelungszeitraum für Messwerte in den Subzentralen und der Übertragungszyklus beträgt in der Regel 10 Minuten. Dadurch können Abweichungen vom normalen Betriebsablauf schnell genug erkannt werden. Bei längeren Abfragezyklen sollte bei Eintreten einer Alarmbedingung z. B. durch Grenzwertüberschreitung sofort eine Meldung von der Subzentrale an den Zentralrechner erfolgen und die Daten sofort abgerufen werden.
Der Datenübertragungszyklus und die Taktzeiten der Kurzzeitausbreitungsrechnung müssen aufeinander abgestimmt werden.
Die interne Speicherung der Messwerte in der Station soll für mindestens drei Tage – bezogen auf die Messdauer im Normalbetrieb – erfolgen.
Die Abfrage der in der Station gespeicherten Mittelwerte erfolgt im Normalbetrieb mindestens täglich, im Intensivbetrieb mindestens stündlich. Die Umschaltung soll sowohl bei Grenzwertüberschreitung automatisch als auch manuell in der Zentrale erfolgen.
Der Zentralrechner ruft die Messdaten aus Subzentralen oder direkt von Signalrechnern ab, speichert und verarbeitet diese. In der Zentrale laufen Auswertungs- und Berechnungsprogramme zur qualifizierten Auswertung der Daten.
Folgende Verarbeitungsschritte sollten möglich sein:
Folgende Berechnungen sollten durchgeführt werden können:
Die Berechnung der Strahlenexposition hat unter Beachtung bundeseinheitlicher Richtlinien und Berücksichtigung standortspezifischer Parameter zu erfolgen.
Die Nutzung des Systems im Anforderungsfall soll im Rahmen von Notfall- und Katastrophenschutzübungen regelmäßig trainiert werden. Zu diesem Zweck soll es möglich sein, solche Systemteile (Hard- und Software), die zur Information der Krisenstäbe und zur Entscheidungsvorbereitung benutzt werden, mit Übungsdaten zu betreiben. Der operationelle Betrieb des Systems darf dadurch nicht beeinträchtigt werden (Datenerfassung, Datenverarbeitung und Alarmierungsfunktion).
Die Auswertungsterminals dienen der Erstellung von Berechnungs-/Abfrageaufträgen an die Zentrale und zur Ergebnisdarstellung. Solche Arbeitsplätze werden mindestens am Sitz der Aufsichtsbehörde, des ggf. beauftragten Systembetreibers sowie am Ort der radiologischen Fachberatung der Katastrophenschutzbehörde benötigt. Ein Zugriff weiterer am Katastrophenschutz beteiligter Behörden und Institutionen ist je nach landesspezifischen Gegebenheiten einzurichten. Arbeitsplätze, denen eine hohe Bedeutung in Krisensituationen zukommt, sollten über redundante Datenleitungen und unterbrechungsfreie Stromversorgungen verfügen. Soweit (z. B. für Zwecke der Rufbereitschaft) mobile Arbeitsplätze verwendet werden, soll ein gesicherter Zugang über ein WAN möglich sein.
Folgende Bedien- und Auswertefunktionen sollten zur Verfügung stehen:
Die unbefugte Informationsbeschaffung sowie Veränderung von Daten und Programmen auf KFÜ-Rechnern durch Externe muss ausgeschlossen sein. Für die Darstellung von Werten im Internet muss die Rückwirkungsfreiheit auf KFÜ-Daten gegenüber Manipulationen sichergestellt sein. Die Verbindung zum Internet ist durch geeignete Sicherungssysteme/-maßnahmen zu schützen und zu überwachen.
Der Datenaustausch zwischen externen Partnern und dem KFÜ-System über das Internet sollte verschlüsselt werden.
Zur Übermittlung der Emissions-, Immissions- und der meteorologischen Messwerte sowie anderer Daten wie z. B. Ergebnisse der Ausbreitungsrechnungen ist eine Exportschnittstelle an RODOS vorzusehen.
Für die Prognoserechnungen sind Vorhersagen der Wetterentwicklung notwendig. Darüber hinaus sind aktuelle Wetterinformationen sowohl für Berechnungen der Strahlenexposition als auch für die Bewertung der Immissionsdaten erforderlich. Dies kann über eine geeignete Importschnittstelle erfolgen.
Entsprechen externe Datenquellen den Anforderungen einer Informationsverarbeitung in der Fernüberwachung, können diese mit den Daten der Fernüberwachung zusammengeführt werden, um eine einheitliche und effiziente Datengrundlage für die Ermittlung und Bewertung der radiologischen Lage zu ermöglichen. Hierbei kommen insbesondere folgende Datenquellen in Betracht: Daten von mobilen online Messeinrichtungen für die Gamma-Ortsdosisleistung und die an Schwebstoffen gebundenen radioaktiven Stoffe in der Luft, Hubschrauberdaten des BfS, Daten der ABC-Messwagen, Daten des on-line ODL-Funksondensystems der Kerntechnischen Hilfsdienst GmbH, Daten landeseigener Messnetze, Störfallmessdaten.
Während die in I. angeführte Zweckbestimmung der Kernkraftwerksfernüberwachung genehmigungsrechtliche Aspekte der atomrechtlichen Aufsicht berührt, stehen die in Punkt II.B. genannten Parameter in Verbindung mit sicherheitstechnisch bedeutsamen Systemen. Dies sowie der Aspekt der Vorsorge für den kerntechnischen Unfall erfordert die Einführung eines durchgängigen Qualitätssicherungssystems
Diese Schwerpunkte sollen in einer zu erstellenden Qualitätssicherungs-Dokumentation für die Kernkraftwerk-Fernüberwachung dargestellt werden.
(1)Atomgesetz vom 23. Dezember 1959, (BGBl. I 5. 814) in der Fassung der Bekanntmachung vom 15. Juli 1985 (BGBl. I S. 1565), zuletzt geändert durch das Gesetz vom 6. Januar 2004 (BGBl. I S. 2,15)
{
"legislation": {
"slug": "bsvwvbund_12082005_RSII51703134",
"issuer": "Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit",
"source": "de-vvii",
"human_url": "https://www.verwaltungsvorschriften-im-internet.de/bsvwvbund_12082005_RSII51703134.htm",
"fundstelle": null,
"abbreviation": null,
"zusatzangaben": null
},
"content": {
"slug": "bsvwvbund_12082005_RSII51703134"
}
}