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大亚湾核电站反应堆保护系统可靠性分析(2)

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2011/3/3 14:23:50   

  所属频道:  核电    关键词:  大亚湾核电站 反应堆 保护系统

本次FMEA 工作主要考虑了传感器、阈值继电器、停堆断路器等故障树分析应用的设备、部件。在考虑共因失效组时,不同的事故工况下,应用到的具有相同功能的部件的数目和逻辑关系有可能不同,形成的共因失效组也会有所不同。进行FMEA 分析时,失效模式应尽可能详细,故障分类应尽可能清晰。

4 故障树的建立

4.1 基本假设

在建立反应堆保护系统的故障树时,主要作了如下假设:

(1)所有的系统均不可修复。

(2)在系统模型中对RPR 逻辑部分的失效没有展开分析,但在进行保护信号失效评价时应用到了这些逻辑关系。

(3)反应堆停堆功能在事件树中被模型化为题头事件,并考虑了保护仪表和反应堆控制棒组件的失效。

4)安全驱动功能在另外的(其驱动器由RPR系统控制的)系统可靠性评价中模型化为故障树;只包括保护仪表的失效。总体上,既考虑了阈值继电器的单一失效也考虑了由定值错误诱发的共因失效。此外,在产生某一个信号时,假如用了几个保护通道,则认为它们之间不存在共因失效。

(5)由于在反应堆停堆线路中应用了失电动作逻辑,电力的丧失不会导致停堆功能的失效。

(6)如果由保护通道产生的信号失效,则对应传感器(包括探测器和相关的电器)和阈值继电器的失效。

(7)不考虑由偏差造成的一种传感器的完全失效。不过,由偏差造成的所有传感器的同时失效确定为共因失效。

4.2 故障树顶事件定义

停堆保护部分故障树的顶事件定义为:RPR系统在停堆信号失效、停堆断路器拒开、控制棒卡棒时,紧急停堆失效。

专设安全设施驱动部分的故障树顶事件定义为:专设安全设施驱动信号失效停堆保护部分的成功准则:反应堆保护系统一个系列运行时,逻辑信号正常给出,至少一个主要的停堆断路器能打开,不少于规定数目的控制棒组成功地落到堆芯底部。

专设安全设施驱动部分成功准则:一个系列运行时,逻辑信号能正常给出。

4.3 建立故障树

在系统可靠性分析中,需要考虑由保护仪表产生的信号,这些信号对于反应堆的停堆和安全系统的驱动是必要的。

在建故障树过程中,事故前的人为错误,保护仪表阈值继电器中的定值错误(人因可靠性分析)均被考虑。

由于停堆保护功能在大亚湾核电站概率安全分析不同的事件树中被模型化为题头事件,因此 需要对各停堆题头事件进一步分析,找出导致本题头事件的各个因素。即把紧急停堆失效事件作为故障树顶事件,按照故障树分析的方法,逐级考虑,最后通过分析得到本题头事件的故障树。根据故障树分析的基本假设,可建立故障树。紧急停堆失效为题头的故障树可由3 个次级事件构成:停堆信号失效、两个串联的主停堆断路器失效、控制棒卡棒。其中任一部分失效均可能造成停堆功能失效。

专设安全设施驱动部分的故障树为专设安全设施驱动信号失效,相对停堆故障树而言,故障树结构较为简单。

经对大亚湾核电厂PRA报告分析,我们确定了可能造成大亚湾核电厂紧急停堆的RPR 系统信号为23 种,触发专设安全设施驱动的RPR 信号共有14种。

以A 工况一回路中破口事故为分析示例,建立起故障树(图2)。A 工况一回路中破口事故分析如下:

图2 紧急停堆故障树

反应堆初始状态为运行点在(P11 ,P12)(13.9MPa,284℃)以上,一回路系统中破口的出现造成了一回路系统的降压。对于中破口事故,其空泡效应不足以抵销一回路冷却剂由于温度降低所带来的反应性增加,因此停堆保护系统的投入是必要的。通过控制棒的停堆失败将导致未能停堆的预期瞬态(ATWT)出现。

来源:电力网
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