Вопрос 8. Каковы причины возникновения отказов?

ПРИЧИНЫ ОТКАЗОВ

Конструктивные

Нарушения норм и правил конструирова-

ния.

Производственные

Нарушение правил

изготовления ,

квалификация

Эксплуатационные

Нарушение регламента

обслуживания и

ремонта.

Комментарии к причинам отказов .

Причин конструктивных недостатков много:

1.Низкое качество чертежей ( не понимание конструктором области применения прибора и регламента его обслуживания) ,

2.Плохая элементная база ( неправильный выбор поколения элементов с отсутствием военной приёмки ). Это исключается при стандартизации проектирования микропроцессорных систем.

Производственные отказы возникают при низкой культуре производства, технологического контроля и квалификации рабочих Такие отказы минимальны при автоматизированном проектировании и изготовлении микропроцессорных систем.

Эксплуатационные отказы вызваны нарушением регламента обслуживания персонала и некачественным ремонтом приборов. Эти недостатки обслуживания исключаются на АЭС со встроенным автоматизированным контролем исправности приборов и ремонтом их на заводе- изготовителе.

В отличие от обычных устройств, не связанных с обеспечением различного вида опасностей, на АЭС все КТС делятся на 2 типа:

1. Системы, важные для обеспечения безопасности и

2. Системы, не влияющие на безопасность.

Такая классификация введена в последние годы в международную практику ( 2 ) и в Российские Общие Положения по Безопасности ( ОПБ) в виде ( 3 ) и Правил по Безопасности Ядерных реакторов ( ПБЯ ) ( 4 ).

Напомним сначала место СКУЗ ЯР в системе обеспечения ядерной безопасности ЭБ АЭС.

Все системы энергоблока АЭС

Системы, важные для Безопасности аэс – это с., обслуживающие яр.

Системы, не влияющие

на Безопасность АЭС –это

системы второго контура.

Системы нормальной

эксплуатации ( СКУЗ ЯР )

Системы Безопасности - это

АЗ-1 из СКУЗ ЯР

Классификация систем по отношению к влиянию на безопасность АЭС.

Таким образом, безопасность и экономичность работы ЭБ АЭС во многом определяется отказоустойчивостью работы их систем. Отказоустойчивость является высшей степенью безотказности, которая является одним из составляющих общих свойств.

СКУЗ ЯР относятся к первому типу и для них последствия отказов впервые в теории надёжности делят на: 1. Аварийно-опасные и 2. Аварийно-безопасные, как показано ниже.

Вопрос 9 Каковы последствия отказов ктс скуз яр ?

ПОСЛЕДСТВИЯ ОТКАЗОВ

АВАРИЙНО-опасные

Приводят к увеличению мощности в ЯР или к не выполнению системой её

функций и к авариям.

АВАРИЙНО-безопасные , Приводят к уменьшению мощности ЯР или к его ложной остановке с большими экономическими потерями.

Комментарии к последствиям отказов.

Для СКУЗ ЯР эти последствия являются самыми важными, поскольку они влияют на два качественных показателя – Безопасность и Экономичность АЭС. Поэтому мы более подробно остановимся на них как при качественной, так и при количественной оценках готовности элементов и систем СКУ АЭС выполнять свои функции.

Под качественной оценкой понимают определение вида отказа и его влияния на работу всей системы с точки зрения возможных последствий, а также определяют возможные способы компенсации последствий этих отказов.

Под количественной оценкой понимают оценку степени неготовности системы выполнять поставленные перед ней функции согласно ГОСТ и сравнить между собой другие варианты построения такой системы.

Для наглядного закрепления качественной оценки видов отказов и их последствий мы рассмотрим пример работы простой электрической схемы для измерения оператором светового потока Ф с помощью фотосопротивления и продемонстрируем на ней выше приведенные термины.

Сначала сделаем качественную оценку состояний каждого из элементов и их влияние на показания измерительного прибора – выходной сигнал системы.

Допустим, каждый элемент может находиться в трех логических состояниях:

1. Логическое « 0 « - короткое замыкание при отказе,

2. Логический « 1 « - обрыв при отказе и

3. Логическое « 2 « - нормальная работа элемента.

Первое, что мы должны сделать при качественной оценке – это определить какой из отказов является опасным или безопасным с точки зрения получаемой оператором информации. Для этого рассмотрим Рис. 10.4.

Начнём с источника питания Е .Если он работоспособен, то через фотосопротивление протекает ток в зависимости от значения потока Ф и величины фотосопротивления. Для оператора очень важна информация об этом потоке и поэтому отказ любого из этих элементов может при вести либо к завышенному

( назовём его опасному ) состоянию, либо к заниженному ( безопасному ) состоянию.

Любой вид отказа источника питания называется « отказом общего вида «. Он выводит из строя всю систему и такой отказ называется опасным

Для компенсации отказов общего вида необходимо применять резервирование, т.е. параллельное включение еще одного или двух запасных источников питания в зависимости от требований количественной неготовности этой функции.

Второй вид отказа – детектора излучения может быть или обрывом или коротким замыканием. В этих случаях прибор показывает либо очень большое значение потока, либо его

отсутствие при реальном наличии такового. Оба вида этих отказов можно отнести к категории опасных и для компенсации такого вида отказов также необходимо резервирование детекторов.

Теперь рассмотрим отказы сопротивлений R₁ и R₂ . Здесь мы встречаемся со случаями зависимых отказов, когда отказ любого из них приводит изменению сопротивления параллельно включенных сопротивлений. Такого типа включения элементов нужно избегать!

Для окончательного решения о пригодности такой системы теперь нужно провести количественные оценки её готовности. Радикальным способом повышения надёжности систем, важных для обеспечения безопасности, на АЭС является их двух кратное или трех кратное резервирование всей системы. Об этих способах мы будем говорить в разделе структурной надёжности. .

R₁

Ф

Фотосопротивление

Е R₁ прибор

Рис. 10.3. Демонстрация видов отказов и их влияние на показания прибора.

Теперь, допустим , нам необходимо оценить количественно Готовность этой схемы выполнять свои функции Контроля в системе , важной для обеспечения безопасности.

Первое, что необходимо сделать, это определить по ГОСТ требования по Неготовности ( вероятности аварийно-опасного отказа ) выполнять свои функции , например, Q₀ = 10^-4 . Это означает , что схема должна иметь по расчёту вероятность отказа , меньшую этой величины.

Второй шаг – определить время работы схемы , в течение которого исправность работы этой схемы не проверяется ( допустим это происходит в течение смены , равной 8 часам.

Третий шаг – необходимо определить вероятности аварийно-опасных отказов всех её элементов за этот период времени.

Четвертый шаг – зная правила структурной надёжности, определить аварийно-опасную неготовность всей системы и сравнить её с заданной ГОСТ Ом.

Если окажется , что полученная величина больше заданной , то необходимо воспользоваться правилами повышения Готовности систем выполнять свои функции.

Таким образом, любой элемент системы или вся СИСТЕМА в целом могут быть объектами количественной оценки их ГОТОВНОСТИ или НЕГОТОВНОСТИ выполнять свои функции.

10.3.Требования, предъявляемые к различным функциям СКУЗ ЯР.

Нужно отметить, что эти требования периодически повышаются по мере повышения экономичности и безопасности АЭС. Они находят своё отражение в международных Руководствах по безопасности МАГАТЭ, Общих Правилах по Безопасности АЭС (ОПБ) России и Государственных Стандартах ( ГОСТ).

Первый ГОСТ 17605-72 ( 3 ) по СКУЗ ЯР был выпущен в 1972г и он касался только свойств ГОТОВНОСТИ для различных функций контроля, управления и защиты ЯР. В 1987г после Чернобыльской аварии эти требования готовности были повышены и сформулированы в виде ГОСТ 27445-87 ( 4 ) , которые приводятся ниже в таблице 2.

В руководствах по безопасности МАГАТЭ ( 5 и 6 ) и в ОПБ-88/97 России уже введена классификация систем и элементов АС по:

1. Назначению – Системы Нормальной Эксплуатации ( СНЭ ) и Системы Безопасности (СБ) ;

2. По влиянию на безопасность –Важные для Безопасности (СВБ) и не влияющие на безопасность ( СНВБ).;

3. По характеру выполняемых ими функций безопасности на :

а) Защитные - АЗ ЯР, Системы аварийного охлаждения, Защита от превышения давления и др.

б) Локализующие – обеспечивают герметизацию помещений во время аварии и др.

в) Обеспечивающие – энергоснабжение, вентиляция, пожаротушение и др.

г) Управляющие - управление остановкой ЯР, аварийным охлаждением и др.

В данной теме мы сначала сформулируем требования надёжности только по отношению к системе автоматического регулирования САР ЯР.

1. По назначению она относится к системам нормальной эксплуатации (СНЭ), которые управляют теплом ЯР для производства электроэнергии ,

2. По влиянию на безопасность – система, важная для безопасности ( СВБ),

3. По характеру выполняемых функций безопасности – Управляющая Система Нормальной Эксплуатации, которая также выполняет функции динамического барьера на пути возможной аварии при отказах ГЦН, ТПН и других нарушений.

При её проектировании должны быть выполнены следующие оценки качества :

1. Устойчивость контура системы регулирования ,

2. Помехоустойчивость к шумам и промышленным помехам,

3. Отказоустойчивость к отказам отдельных элементов и системы в целом.