PSA-8-初因事件與事件樹課件

1、楊紅義核反應(yīng)堆概率安全分析初因事件與事件樹1目錄PSA方法學(xué)概述事件樹初因事件確定方法主邏輯法應(yīng)用主邏輯法確定CEFR初因事件建立CEFR功能事件樹2PSA方法概述3事故序列的確定深度和凍結(jié)點(diǎn)與壓水堆最大的區(qū)別就是分析模化的思路由一系列防止堆芯熔化等的動(dòng)作組成1，停堆2，排出余熱依據(jù)和基礎(chǔ)評(píng)價(jià)反應(yīng)堆響應(yīng)四個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)1，明確初因事件與安全系統(tǒng)的相依關(guān)系2，確定前沿系統(tǒng)和支持系統(tǒng)3，確定前沿系統(tǒng)的響應(yīng)次序4，優(yōu)化事故序列依托和工具4系統(tǒng)?；到y(tǒng)?；岸糠治鍪且患?jí)PSA分析最終目的之一 系統(tǒng)?；暮诵氖菍?duì)系統(tǒng)的掌握和FMEA分析借助于某種分析工具進(jìn)行實(shí)施常用系統(tǒng)?；夹g(shù)故障樹技術(shù)FMEA技術(shù)可靠性方

2、塊圖法GO法對(duì)分析技術(shù)的要求能預(yù)計(jì)復(fù)雜系統(tǒng)的不可用度 應(yīng)用能用是可追溯的、可重復(fù)的、可演算的方式加以規(guī)范化 能提供合理的完整性保證 能夠增強(qiáng)對(duì)結(jié)果的了解、交流和應(yīng)用 應(yīng)用是一個(gè)模型，它將有利于了解系統(tǒng)失效的主要途徑，可提供防止發(fā)生失效的途徑 故障樹分析的基本目的是為了找到具有最高發(fā)生概率的故障事件的組合。通常就是找出故障樹的最小組合，只要組合中這些故障事件都發(fā)生，則所選定的不希望狀態(tài)或事件發(fā)生。一般，這種不希望事件被定義為故障樹的頂事件，而導(dǎo)致頂事件發(fā)生故障事件的最小組合就是最小割集(簡(jiǎn)稱MCS)。正是這些用布爾方程式表達(dá)的MCS構(gòu)成了對(duì)反應(yīng)堆所有系統(tǒng)模型進(jìn)行估算的基礎(chǔ)。 故障樹是了解一個(gè)系統(tǒng)

3、是如何工作和如何會(huì)失效的最佳分析工具之一。 故障樹分析技術(shù)只是一種進(jìn)行系統(tǒng)可靠性?；头治龅妮o助手段或通用原理，而完成一個(gè)快堆系統(tǒng)可靠性模型的關(guān)鍵還是對(duì)系統(tǒng)功能和各個(gè)層次失效機(jī)理的深入研究。 5相關(guān)失效分析功能相關(guān)：如反應(yīng)堆的一個(gè)系統(tǒng)必須在另一個(gè)系統(tǒng)失效后才能投入執(zhí)行功能，而有的系統(tǒng)設(shè)計(jì)成只有在另一個(gè)系統(tǒng)成功運(yùn)行后它才能起作用。 共用設(shè)備相關(guān)：指多個(gè)系統(tǒng)通過同一個(gè)部件、子系統(tǒng)或輔助設(shè)備所產(chǎn)生的相關(guān)性。例如由CEFR的除氧器供給三臺(tái)給水泵水源，又如不同系統(tǒng)的設(shè)備由同一母線供電 實(shí)體上相互作用：該類作用類似于共因初因事件的機(jī)理，但這些機(jī)理不一定引起一個(gè)初因事件，卻會(huì)使多個(gè)系統(tǒng)在同時(shí)失效的概率增加，

4、例如由于提供給冷卻的二次系統(tǒng)失效導(dǎo)致超溫，從而造成該系統(tǒng)的一組傳感器失效 人因作用相關(guān)：由于人的動(dòng)作引入的相關(guān)性，包括疏忽產(chǎn)生的錯(cuò)誤和操作上的錯(cuò)誤。例如當(dāng)一個(gè)操作人員對(duì)反應(yīng)堆的狀態(tài)作了錯(cuò)誤的判斷而關(guān)掉某一系統(tǒng)時(shí)，就出現(xiàn)這種類型的相關(guān)故障。在三哩島事故中就是因?yàn)椴僮魅藛T關(guān)掉了應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)而出現(xiàn)了這樣的事件 指在事故序列確定和定量分析中對(duì)相關(guān)失效的處理共因初因事件(外部失效)：能引起反應(yīng)堆瞬態(tài)和使多個(gè)系統(tǒng)的失效概率增加的那些外部及內(nèi)部事件。如喪失廠外電源、火災(zāi)、地震等 系統(tǒng)間相關(guān)性：指使多個(gè)系統(tǒng)失效概率之間相互發(fā)生關(guān)系的事件或失效原因?；蛘哒f，系統(tǒng)間的相關(guān)性使得事故序列中某一給定系統(tǒng)的條件失效

5、概率將取決于事故序列中排在它前面的那些系統(tǒng)的成功或失效等 部件間相關(guān)：指某些事件或失效原因所造成的多個(gè)部件或子系統(tǒng)的失效概率之間的相關(guān)性 常用的相關(guān)失效的分析方法有顯式法、參數(shù)法和計(jì)算機(jī)法顯式法主要涉及到確定事件樹邏輯和故障樹邏輯中相關(guān)失效的 特定原因。參數(shù)法包括眾所周知的因子法和二項(xiàng)式失效率模型。 計(jì)算機(jī)法由計(jì)算機(jī)軟件自動(dòng)搜索相關(guān)事件進(jìn)行優(yōu)化處理6定量/定性分析故障樹定量分析根據(jù)以故障樹為依托建立的系統(tǒng)可靠性模型，獲得布爾代數(shù)模型，進(jìn)行優(yōu)化和簡(jiǎn)化后獲得導(dǎo)致頂事件發(fā)生的最小割集。進(jìn)而計(jì)算系統(tǒng)的不可用度等可靠性指標(biāo)事故序列定量分析將事件樹與故障樹聯(lián)立，按照“與”的關(guān)系建立事故序列故障樹，帶入?yún)?shù)

6、求解得到該事故序列的發(fā)生頻率；建立各種PDB(電站損傷包)，將包內(nèi)的序列故障樹通過“或”的關(guān)系聯(lián)立求解，帶入?yún)?shù)求解得到該P(yáng)DF的發(fā)生頻率?？煽啃詤?shù)可靠性參數(shù)是概率安全評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，各國(guó)均非常重視，但是收集難度較大！不確定性分析是概率安全分析的不可缺少的內(nèi)容！重要度和靈敏度分析是對(duì)PSA進(jìn)行應(yīng)用性評(píng)價(jià)的主要內(nèi)容！7事件樹分析方法計(jì)算總的堆芯熔化頻率要求對(duì)大量可能發(fā)生的事故序列加以描述，而核反應(yīng)堆復(fù)雜的系統(tǒng)使得分析人員只檢查重要的序列清單就全面分析事故序列十分困難。事件樹就是能夠清楚、全面的分析各種事故序列發(fā)展過程的一種輔助工具。 事件樹分析（縮寫為ETA）是從一個(gè)初始事件開始，按順序分析事件向

7、前發(fā)展中各個(gè)環(huán)節(jié)成功與失敗的過程及其結(jié)果，這種分析方法稱為事件樹分析法 8事件樹分析方法事件樹分析(Event Tree Analysis)法是一種邏輯演繹法，它在給定一個(gè)初因事件的情況下，分析此初因可能導(dǎo)致的各種序列的結(jié)果，從而定性和定量地評(píng)價(jià)了系統(tǒng)的特性，并幫助分析者獲得正確的事故序列邏輯關(guān)系。一般將在初因事件發(fā)生后執(zhí)行事故保護(hù)功能的主要系統(tǒng)叫做前沿系統(tǒng)(Front Line)，而給前沿系統(tǒng)和重要部件提供電源、冷卻等支持功能的系統(tǒng)，如供電系統(tǒng)叫做支持系統(tǒng)(Support System)，在事故序列分析中確定要在事件樹中進(jìn)行“顯式”(如果在故障樹中分析，則對(duì)于事件樹來說是“隱式”的)分析的系

8、統(tǒng)或設(shè)備叫做題頭事件(Title Event)。 9事件樹分析方法初因事件題頭事件前沿系統(tǒng)堆芯熔化失效模式10事件樹分析方法每個(gè)序列的最終結(jié)果要么是假想事件序列終止在安全狀態(tài)，要么引起某種類型的堆芯熔化。一般的說，如果有n個(gè)題頭事件的話，每個(gè)初因事件將有2n個(gè)有關(guān)的潛在事故序列。但根據(jù)事件樹本身的邏輯，經(jīng)過詳細(xì)的相依關(guān)系和物理模型的分析，只把有意義的序列保留下來進(jìn)行分析，這可以大大簡(jiǎn)化事故序列分析的工作量。11建立事件樹的一般過程12初因事件也叫始發(fā)事件，初因事件是指發(fā)生在反應(yīng)堆的一種擾動(dòng)，它可能潛在的導(dǎo)致反應(yīng)堆堆芯損害。初因事件分為內(nèi)部事件和外部事件，內(nèi)部事件是指發(fā)生在核反應(yīng)堆內(nèi)部的一種擾動(dòng)

9、，而外部事件是指反應(yīng)堆以外原因?qū)е碌氖鹿剩绲卣?、龍卷風(fēng)、外部火災(zāi)、水淹等。 。確定初因事件并將它們分類是一級(jí)PSA研究的依據(jù)和重要基礎(chǔ)。13初因事件的特點(diǎn)初因事件的完整性往往是人們的關(guān)注點(diǎn)。IAEA安全叢書NO.50-P-4“核電廠概率安全評(píng)價(jià)(第1級(jí))實(shí)施程序”中指出：“本項(xiàng)任務(wù)的最終產(chǎn)品是一份盡可能完善的初因事件(IE)清單。但必須認(rèn)識(shí)到，不可能形成一個(gè)絕對(duì)完整的初因事件清單”。但在分析中會(huì)導(dǎo)致堆芯嚴(yán)重?fù)p壞的初因事件是不應(yīng)遺漏的。14核電廠初因事件A2.1內(nèi)部事件 A2.1.1設(shè)備故障 能直接或間接影響核電廠安全的各個(gè)設(shè)備的故障可視為始發(fā)事件。列入清單的事件必須足以代表核電廠系統(tǒng)和部件的

10、全部可信故障。 A2.1.2人員差錯(cuò) 人員過失的后果往往與部件故障的后果相類似。屬于人員過失范疇的有：錯(cuò)誤的或不良的維護(hù)、控制限值的錯(cuò)誤整定和操縱員的其他錯(cuò)誤行動(dòng)。 15核電廠初因事件A2.1內(nèi)部事件 A2.1.3其他內(nèi)部事件 內(nèi)部原因引起的火災(zāi)、爆炸或淹沒對(duì)電廠安全也可能產(chǎn)生重要影響。在匯編假設(shè)始發(fā)事件的清單時(shí)對(duì)此必須給以必要的考慮。 A2.2外部事件 電廠的外部事件的事例及其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的確定見安全導(dǎo)則HAF0100及其有關(guān)導(dǎo)則。特定廠址的各種可信自然事件和外部人為事件應(yīng)在選址時(shí)確定，但在設(shè)計(jì)的早期階段中必須對(duì)外部事件清單的完整性重新作出評(píng)定。 如能斷定自然事件或外部事件引起某一安全重要系統(tǒng)、

11、部件和構(gòu)筑物故障的可能性通過設(shè)計(jì)和建造中所采取的措施可降低到可接受的程度，則由此引起的故障毋需列入電廠的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 16核電廠初因事件A2.3事件組合 隨機(jī)發(fā)生的個(gè)別事件的組合能可倍地導(dǎo)致預(yù)計(jì)運(yùn)行事件或事故工況時(shí)，必須視作設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。某些事件可能是另一些事件的后果，如地震后的洪水。這類后續(xù)故障效應(yīng)必須視作原假設(shè)始發(fā)事件的一部分 在決定事件組合時(shí)，考慮以下三個(gè)時(shí)期是有益的： （1）事件發(fā)生前的長(zhǎng)時(shí)期； （2）從事件發(fā)生到它的短期效應(yīng)起作用的近期； （3）事件后的恢復(fù)期。 17核電廠初因事件核電廠設(shè)計(jì)中必須認(rèn)識(shí)到縱深防御的各個(gè)層次都可能受到考驗(yàn)，因此設(shè)計(jì)中必須采取措施以保證安全功能的執(zhí)行，并實(shí)現(xiàn)安全

12、目標(biāo)。上述考驗(yàn)來自假設(shè)始發(fā)事件。假設(shè)始發(fā)事件的選擇系基于確定論法或概率論法，或兩者的某種組合。不同類型的假設(shè)始發(fā)事件及其可能的組合見附件A。應(yīng)指出，獨(dú)立事件同時(shí)發(fā)生的可能性通常不予考慮。核電廠設(shè)計(jì)安全規(guī)定 18初因事件的確定方法工程評(píng)價(jià)與電站技術(shù)研究；參考以往電站的經(jīng)驗(yàn)；參考EPRI初因事件規(guī)定；邏輯分類法：主邏輯法（MLD），能量平衡法，屏障分析法等；建成電站運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)分析；其它方法，如失效模式與后果分析（FMEA）法 。 19工程評(píng)價(jià)法通過系統(tǒng)化地分析電廠系統(tǒng)和主要設(shè)備，找到其中會(huì)直接、或和其他失效結(jié)合后會(huì)導(dǎo)致放射性釋放的失效模式（如運(yùn)行失效、誤動(dòng)作、斷裂、泄漏等）。系統(tǒng)的部分失效也應(yīng)該考慮

13、，盡管它們沒有完全失效那樣嚴(yán)重，但發(fā)生的頻率較高，并且不易被發(fā)現(xiàn)。對(duì)于雙機(jī)組或者多機(jī)組的電廠，一些安全系統(tǒng)可能是共享的和跨接的。在這種情況下，應(yīng)該特別注意會(huì)同時(shí)影響兩個(gè)機(jī)組的始發(fā)事件。機(jī)組間的跨接可能會(huì)使得一個(gè)機(jī)組的一個(gè)事故在另外一個(gè)機(jī)組形成一個(gè)始發(fā)事件。 如采用此方法，則應(yīng)給出分析的綜合結(jié)果，列出那些通過本分析過程確定的始發(fā)事件和適當(dāng)?shù)拿枋觥Ｔ敿?xì)的支持性分析資料（如各系統(tǒng)/設(shè)備的FMEA分析表或其他資料）可以放在附錄中。但詳細(xì)分析資料的索引應(yīng)在此處注明。20參考現(xiàn)有清單 參考類似電廠PSA中以及安全分析報(bào)告中的始發(fā)事件清單是一種有效的方法，但要注意現(xiàn)有清單對(duì)本電廠的適用性。如采用此方法，應(yīng)說

14、明現(xiàn)有清單的來源，并給出完整的原始參考清單。以此清單為基礎(chǔ)，結(jié)合本電廠的實(shí)際情況，可能會(huì)定義新的始發(fā)事件或者刪除一些不合適本電廠的始發(fā)事件，則應(yīng)該進(jìn)行適當(dāng)?shù)拿枋龊吞峁┫鄳?yīng)的理由。 21運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)反饋 對(duì)所研究電廠和類似電廠的運(yùn)行歷史經(jīng)驗(yàn)反饋進(jìn)行分析，以確定應(yīng)該增加的始發(fā)事件。也可以通過和電廠運(yùn)行人員、維修人員、工程師、安全分析人員訪談，確定是否漏掉了一些始發(fā)事件。本方法不太可能發(fā)現(xiàn)低發(fā)生頻率的始發(fā)事件，但它可以顯示一些有潛在共性的始發(fā)事件，如在其他電廠發(fā)生過維修人員走錯(cuò)隔間導(dǎo)致誤操作而引發(fā)停堆的始發(fā)事件。如采用此方法，應(yīng)總體描述運(yùn)行記錄的具體來源（時(shí)期/電廠等）后，給出綜合的分析結(jié)果及相應(yīng)的必要

15、說明。具體運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)案例的詳細(xì)分析可以放在附錄中，但此處應(yīng)注明索引處。22一般確定方法新堆型的早期研究常采用工程評(píng)價(jià)、主邏輯分析、參考成熟的壓水堆PSA分析報(bào)告、規(guī)范和導(dǎo)則確定初因事件的初步清單?？於裀SA研究中的初因事件確定主要采用工程評(píng)價(jià)和主邏輯法，同時(shí)考慮參考反應(yīng)堆及故障模式和后果分析法。SNR-300的PSA分析確定了五組初因事件。文殊快堆確定了15個(gè)初因事件類。23一般確定方法分類名稱描述I1瞬態(tài)事件 (Transient)I2失去電源 (Loss of power)I3主冷卻系統(tǒng)泄漏 (Leak in primary system)I4反應(yīng)性增加 (Reactivity additi

16、on)I5局部冷卻惡化 (Degraded local cooling conditions)SNR-300初因事件分類表 24一般確定方法文殊快堆初因事件分類表 分類名稱描述I1正反應(yīng)性引入I2主熱傳輸系統(tǒng)冷斷泄漏I3保護(hù)容器內(nèi)的主熱傳輸系統(tǒng)泄漏I4保護(hù)容器外的主熱傳輸系統(tǒng)泄漏I5在熱端的直接衰變熱系統(tǒng)I6單個(gè)或多個(gè)環(huán)路失流I7單環(huán)路失流I8失去廠外電源I9失去給水I10透平機(jī)停機(jī)I11蒸汽發(fā)生器傳熱管斷裂I12局部失效I13緊急停堆I14通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)失電I15堆芯支承結(jié)構(gòu)失效25主邏輯法主邏輯法以事件起因的性質(zhì)和常規(guī)的核電廠事件類別為出發(fā)點(diǎn)，利用邏輯追溯方法逐層推理和羅列事件，直到獲得按類

17、別分組的底層事件作為反應(yīng)堆的初因事件譜。中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆的初因事件主要采用主邏輯法確定。26主邏輯法MLD法十分類似于因果故障樹，首先確定目標(biāo)事件，然后應(yīng)用邏輯門和演繹推理方法逐層確定導(dǎo)致目標(biāo)事件的所有初因事件。 堆芯損壞/放射性超標(biāo)等堆芯失冷超功率排熱惡化失熱阱或排熱增加反應(yīng)性增加鈉火燃料組件正常狀態(tài)破壞管道和設(shè)備泄漏放射性等物質(zhì)超標(biāo)27主邏輯法但是MLD法的故障樹既不包含基本事件，也不進(jìn)行定量化，它只是一個(gè)推導(dǎo)初因事件與目標(biāo)事件之間定性關(guān)系的邏輯工具 28主邏輯從整個(gè)主邏輯圖看，實(shí)際上導(dǎo)致堆芯熔化的兩大原因是從事故發(fā)生后是否有保護(hù)而劃分的，無保護(hù)而堆芯熔化的，一般是快速熔化，這種初因不管最初的

18、機(jī)理如何，最終表現(xiàn)為快速的反應(yīng)性增加。而有保護(hù)堆芯熔化的，一般是慢速熔化，這是由于不能有效排出事故余熱造成的。還有部分事故，如堆芯支撐破壞，一般假設(shè)直接導(dǎo)致堆芯熔化。 實(shí)際上“堆芯熔化”是一個(gè)廣義的概念，它不僅包括堆芯關(guān)鍵的物理熱工參數(shù)超過限值、堆芯結(jié)構(gòu)破壞，也包括由于燃料操作失誤等造成的放射性事故。從這個(gè)角度考慮，可以將“放射性等物質(zhì)超標(biāo)”作為“堆芯熔化”的另一種形式，這樣考慮后，確定論分析中的燃料操作失誤造成的事故初因，可以歸入這一類堆芯熔化中。鈉火是鈉冷快堆所特有的事故，一般由鈉管道和設(shè)備的泄漏初因引起，該事故發(fā)生后要釋放大量放射性鈉氣溶膠，所以，鈉火事故也可以歸入這一類堆芯熔化中。需要

19、特殊指出，在當(dāng)前的初步分析中，對(duì)于鈉管系小的泄漏初因，歸入鈉火事故，但是對(duì)于較大的破裂，則歸入堆芯失冷初因組中。 29CEFR初因事件的主邏輯分類管道和設(shè)備的泄漏主容器泄漏一回路鈉凈化系統(tǒng)外無保護(hù)套管的管道泄漏或閥門泄漏反應(yīng)堆一回路覆蓋氣體系統(tǒng)泄漏反應(yīng)堆一次氬氣衰變罐泄漏二回路主管道泄漏蒸汽發(fā)生器水向鈉中泄漏的鈉水反應(yīng)事故中間熱交換器泄漏二次鈉向房間的泄漏30CEFR初因事件的主邏輯分類反應(yīng)性的意外變化在堆各種狀態(tài)下調(diào)節(jié)棒非規(guī)定位移在堆各種狀態(tài)下補(bǔ)償棒非規(guī)定位移含氫物質(zhì)落入堆芯氣泡進(jìn)入和通過燃料組件控制棒意外跌落到堆內(nèi)31CEFR初因事件的主邏輯分類堆內(nèi)燃料組件排熱惡化、主回路系統(tǒng)失熱阱或排熱

20、增加 各種工況下一臺(tái)一回路主循環(huán)泵停運(yùn)(包括卡軸)二回路主循環(huán)泵停運(yùn)蒸汽發(fā)生器給水中斷一回路主管道斷裂主蒸汽管道斷裂部分功率運(yùn)行時(shí)一臺(tái)主循環(huán)泵突然加速主給水管道斷裂燃料組件流道面積減小或堵塞外電網(wǎng)失電透平機(jī)停機(jī)由于冷凝器真空破壞使汽輪機(jī)停運(yùn)一臺(tái)給水泵停止工作主蒸汽管道上的安全閥誤開啟或透平機(jī)旁路上的減壓閥意外打開除氧器中的水位降低一回路主循環(huán)泵工作時(shí)逆止閥關(guān)閉額定功率下給水流量意外降低32CEFR初因事件的主邏輯分類燃料組件正常狀態(tài)破壞高功率燃料組件誤提到轉(zhuǎn)運(yùn)室在換料運(yùn)輸線上懸掛燃料組件的換料機(jī)損壞提升機(jī)損壞倒料時(shí)燃料組件落入堆內(nèi)當(dāng)燃料組件未徹底安放好或未從堆芯全部提出時(shí)旋塞轉(zhuǎn)動(dòng)乏燃料組件或新

21、燃料組件尚未放入轉(zhuǎn)換桶插座中時(shí)轉(zhuǎn)換桶轉(zhuǎn)動(dòng)換料機(jī)損壞保存水池泄漏燃料組件落入清洗容器中燃料組件落入保存水池中33CEFR初因事件的歸集為了簡(jiǎn)化I級(jí)PSA的事故序列分析工作，理清邏輯思路，必須對(duì)初因事件進(jìn)行歸集。初因事件歸集的主要原則： 依據(jù)設(shè)計(jì)確定的安全保護(hù)模式類別歸集。初因事件歸集的主要方法： 掌握電站安全保護(hù)模式； 確定初因事件所屬的保護(hù)模式； 分別進(jìn)行分類，并確定發(fā)生頻率。34CEFR初因事件的歸集對(duì)初因事件進(jìn)行歸集是減少不必要的事故序列分析工作量、對(duì)同類型事故后果進(jìn)行歸并研究的重要步驟。一般對(duì)初因事件的歸集原則與主邏輯法分析所依據(jù)的初因事件分類原則是不同的，主邏輯分析法對(duì)初因事件的分類原

22、則主要是導(dǎo)致堆芯熔化的物理機(jī)理的不同，而為了進(jìn)行事故序列分析而進(jìn)行的初因事件歸集則原則主要是初因發(fā)生后反應(yīng)堆安全保護(hù)措施的異同。 初因事件歸集的主要原則： 依據(jù)設(shè)計(jì)確定的安全保護(hù)模式類別歸集。初因事件歸集的主要方法： 掌握電站安全保護(hù)模式； 確定初因事件所屬的保護(hù)模式； 分別進(jìn)行分類，并確定發(fā)生頻率。35CEFR的事故保護(hù)模式主熱傳輸系統(tǒng)保持正常排熱功能；切除一條環(huán)路，另一環(huán)路保持正常排熱功能；冷凝器真空破壞； 失去廠外電源；兩臺(tái)蒸汽發(fā)生器喪失給水；其它，如地震等。 發(fā)出緊急停堆信號(hào)，控制棒下落，將堆引入次臨界狀態(tài)并保持 一、二次泵開始以自由惰轉(zhuǎn)的方式使轉(zhuǎn)速分別降到150r/min和300r/

23、min 在整個(gè)過程中，通過給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)減少給水流量，使蒸汽發(fā)生器出口鈉溫維持在310 發(fā)出緊急停堆信號(hào)，控制棒下落，將堆引入次臨界狀態(tài)并保持 正常工作的一、二次泵開始以自由惰轉(zhuǎn)的方式使轉(zhuǎn)速分別降到150r/min和300r/min 無滯后地在20秒內(nèi)關(guān)閉該環(huán)路中間熱交換器出口到蒸汽發(fā)生器入口的鈉管道上的快速截止閥 ，隔離三回路在整個(gè)過程中，通過給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)減少給水流量，使完好環(huán)路蒸汽發(fā)生器出口鈉溫維持在310 發(fā)出緊急停堆信號(hào)，控制棒下落，將堆引入次臨界狀態(tài)并保持 一、二次泵開始以自由惰轉(zhuǎn)的方式使轉(zhuǎn)速分別降到150r/min和300r/min 當(dāng)除氧器的水使用完畢后，運(yùn)行人員打開DHRS系統(tǒng)風(fēng)

24、門，通過該系統(tǒng)排出反應(yīng)堆剩余發(fā)熱，同時(shí)，完全切除和隔離MHC系統(tǒng)三回路。發(fā)出緊急停堆信號(hào)，控制棒下落，將堆引入次臨界狀態(tài)并保持 投入應(yīng)急供電系統(tǒng)。二次鈉循環(huán)泵自然惰轉(zhuǎn)到停運(yùn)，一回路鈉循環(huán)泵依靠應(yīng)急供電系統(tǒng)以150r/min冷卻反應(yīng)堆打開事故余熱排出系統(tǒng)兩個(gè)空冷器出口的風(fēng)門，使事故余熱排出系統(tǒng)轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)，導(dǎo)出反應(yīng)堆余熱。 當(dāng)風(fēng)門開啟信號(hào)發(fā)出后，在20-60秒內(nèi)，關(guān)閉蒸汽發(fā)生器汽水側(cè)出口和入口截止閥，將蒸汽發(fā)生器與三回路側(cè)隔離 36初因事件歸集原則不考慮一回路逆止閥關(guān)閉的所有初因事件；對(duì)于管道和設(shè)備的小的泄漏歸入到泄漏類別中，而假設(shè)他們導(dǎo)致的管道失流現(xiàn)象還并不嚴(yán)重；將主蒸汽管道斷裂和安全閥意外打

25、開等既有排熱增加特征，又有潛在的反應(yīng)性增加的初因歸入到反應(yīng)性增加類別中；與確定論分析的初因事件清單相比，對(duì)事件的描述更具體，以利下一步的歸集；考慮到本PSA分析不對(duì)鈉火和鈉水反應(yīng)事故進(jìn)行詳細(xì)研究，而只考慮它們對(duì)失流事件或緊急停堆頻率的貢獻(xiàn)，所以未對(duì)這些初因進(jìn)行更為詳細(xì)的分級(jí)考慮；只考慮正常運(yùn)行滿功率工況的初因事件；根據(jù)確定論分析，中間熱交換器泄漏不會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的單回路故障，所以將給事件歸入第一類初因組中。37CEFR初因事件歸集初因類編碼初因類初因組編碼初因頻率(Year-1)初因組包含的子初因事件壽期內(nèi)發(fā)生次數(shù)頻率的確定方法AMHC系統(tǒng)三回路保持正常排熱能力A11.100E+00緊急停堆1)中

26、間熱交換器泄漏41）2)保存水池泄漏12）3)一回路覆蓋氣體泄漏12）4)一次氬氣衰變罐泄漏12）5)高功率組件誤提到轉(zhuǎn)運(yùn)室 22）6)在換料運(yùn)輸線上懸掛燃料的換料機(jī)損壞22）7)提升機(jī)損壞22）8)燃料組件未徹底安放好或未從堆芯全部提出時(shí)旋塞轉(zhuǎn)動(dòng)22）9)燃料組件未徹底安放好時(shí)轉(zhuǎn)換桶轉(zhuǎn)動(dòng)22）38CEFR初因事件歸集初因類編碼初因類初因組編碼初因頻率(Year-1)初因組包含的子初因事件壽期內(nèi)發(fā)生次數(shù)頻率的確定方法10)換料時(shí)燃料組件落入堆內(nèi)22）11)換料機(jī)損壞22）12)燃料組件落入清洗容器22）13)燃料組件落入保存水池22）14)二次鈉向房間的泄漏42）15)透平機(jī)停機(jī)41）A21.

27、966E+00反應(yīng)性增加16)調(diào)節(jié)棒意外提升66）17)補(bǔ)償棒意外提升66）18)含氫物質(zhì)通過堆芯101）19)控制棒意外落入堆內(nèi)102）20)主蒸汽管道上的安全閥誤開啟或透平機(jī)旁路上的減壓閥打開153）21)氣泡進(jìn)入和通過燃料組件101）22)部分功率運(yùn)行時(shí)一臺(tái)主循環(huán)泵突然加速22）39CEFR初因事件歸集初因類編碼初因類初因組編碼初因頻率(Year-1)初因組包含的子初因事件壽期內(nèi)發(fā)生次數(shù)頻率的確定方法A33.333E-02組件局部冷卻惡化23）燃料組件流道面積減小或堵塞11）B單環(huán)路故障B14.0E-01一回路單環(huán)路失流24)一臺(tái)一回路主循環(huán)泵停運(yùn)101）25)一臺(tái)一回路主循環(huán)泵卡軸12

28、）26)一回路主管道斷裂12）B28.0E-01二回路單環(huán)路失流27)一臺(tái)二回路主循環(huán)泵停運(yùn)101）28)一臺(tái)蒸汽發(fā)生器水向鈉中泄漏的鈉水反應(yīng)101）29)二回路主管道泄漏21）30)二回路主管道斷裂12）31)一臺(tái)二回路主循環(huán)泵卡軸12）B35.333E-01單環(huán)路失去給水32)一臺(tái)給水泵停止工作101）33)給水流量降低51）40CEFR初因事件歸集初因類編碼初因類初因組編碼初因頻率(Year-1)初因組包含的子初因事件壽期內(nèi)發(fā)生次數(shù)頻率的確定方法34)主給水管道斷裂12）CMHC系統(tǒng)失去排熱能力C14E-01失去廠外電源35）失去廠外電源151）C21E-01兩臺(tái)蒸汽發(fā)生器失去給水36)

29、蒸汽發(fā)生器給水中斷12）37)主蒸汽管道斷裂12）38）除氧器水位降低11）D冷凝器失真空D1.333E-01冷凝器失真空39）冷凝器失真空41）E一回路系統(tǒng)失鈉E3.333E-02一回路系統(tǒng)失鈉40）主容器泄漏1E-51）41）一回路外無保護(hù)套管的鈉凈化管道泄漏或閥門泄漏11）F堆芯支撐系統(tǒng)失效F1.000E-0942）堆芯支撐系統(tǒng)失效4）41發(fā)生頻率的確定對(duì)于一個(gè)正在設(shè)計(jì)和建造階段的反應(yīng)堆來說，確定各種初因事件的發(fā)生頻率是一個(gè)非常困難的工作。本課題從以下幾個(gè)方面綜合考慮來確定這些頻率俄羅斯的技術(shù)設(shè)計(jì)中對(duì)CEFR運(yùn)行工況的預(yù)測(cè)55-58；CEFR施工設(shè)計(jì)中編制的運(yùn)行工況分析59；為研究CEF

30、R管道和設(shè)備而確定的設(shè)計(jì)瞬態(tài)方案59；國(guó)外快堆部分相似瞬態(tài)的頻率方案60；參考?jí)核训牟糠址桨?；根?jù)設(shè)計(jì)情況的假設(shè)。42CEFR初因事件確定結(jié)果初因事件分類MHC系統(tǒng)三回路保持正常排熱能力(23)單環(huán)路故障(11)MHC系統(tǒng)失去排熱能力(4) 冷凝器失真空 (1)一回路系統(tǒng)失鈉(2) 堆芯支撐系統(tǒng)失效(1) 緊急停堆(15) 反應(yīng)性增加(7) 組件局部冷卻惡化(1) 一回路單環(huán)路失流(3)一回路單環(huán)路失流(5)單環(huán)路失去給水(3) 失去廠外電源(1) 兩臺(tái)蒸汽發(fā)生器失去給水 (3)B1ABCDEFA1A2A3B1B2B3C1C2按照事故保護(hù)模式劃分大類按照MLD劃分子初因43前沿系統(tǒng)及支持系統(tǒng)

31、前沿系統(tǒng)指在事故保護(hù)過程中執(zhí)行緩解事故功能的、并將在事故序列分析過程中進(jìn)行顯式分析研究的系統(tǒng)。 在初因事件發(fā)生后，反應(yīng)堆安全系統(tǒng)必須執(zhí)行的功能有兩種，即停堆和排出事故余熱。對(duì)CEFR來說，執(zhí)行停堆功能的系統(tǒng)為停堆系統(tǒng)，該系統(tǒng)可分為安全參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)RPS、控制棒驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、。參照快堆PSA分析經(jīng)驗(yàn)，為了考慮安全參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)對(duì)堆芯熔化頻率的貢獻(xiàn)，將該系統(tǒng)作為一個(gè)單獨(dú)的前沿系統(tǒng)進(jìn)行研究，而將保護(hù)系統(tǒng)的其它部分作為另一個(gè)前沿系統(tǒng)進(jìn)行研究。44前沿系統(tǒng)及支持系統(tǒng)CEFR的余熱排出有兩種情況，對(duì)于MHC系統(tǒng)保持正常排熱能力的事故工況，停堆后的余熱通過MHC系統(tǒng)排出，而對(duì)于蒸汽發(fā)生器給水全部中斷、失

32、去廠外電源和地震的事故工況，停堆后的余熱通過專門設(shè)計(jì)的非能動(dòng)DHRS系統(tǒng)排出。所以MHC系統(tǒng)和DHRS系統(tǒng)成為兩個(gè)重要的前沿系統(tǒng)。45前沿系統(tǒng)及支持系統(tǒng)電源是影響安全系統(tǒng)和設(shè)備執(zhí)行功能的重要支持系統(tǒng)，由于該系統(tǒng)與其它系統(tǒng)具有十分緊密的相關(guān)性，所以將該系統(tǒng)也作為一個(gè)前沿系統(tǒng)進(jìn)行研究。而對(duì)CEFR來說，應(yīng)急和可靠電源只供應(yīng)到RPS系統(tǒng)、安全參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)、DHRS系統(tǒng)和MHC系統(tǒng)的部分起隔離作用的安全閥門上53，所以廠外電源就成為部分系統(tǒng)或設(shè)備是否可用的直接分界線，因此，將廠外電源系統(tǒng)作為一個(gè)獨(dú)立的前沿系統(tǒng)考慮。由于CEFR的應(yīng)急供電系統(tǒng)包括的用戶層次比較復(fù)雜，而且本課題單獨(dú)應(yīng)用GO法程序來計(jì)算該系

33、統(tǒng)供給各個(gè)用戶電源的可靠性，所以不將該系統(tǒng)作為前沿系統(tǒng)研究，而是直接在故障樹中考慮。46前沿系統(tǒng)及支持系統(tǒng) 經(jīng)過對(duì)CEFR的安全系統(tǒng)和專設(shè)安全設(shè)施的研究，根據(jù)本課題的主要任務(wù)框架，選定以下5個(gè)執(zhí)行安全功能的系統(tǒng)作為前沿系統(tǒng)：安全參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)；緊急停堆系統(tǒng)；廠外電源系統(tǒng)；MHC系統(tǒng)；DHRS系統(tǒng)。47前沿系統(tǒng)及支持系統(tǒng)CEFR主要前沿系統(tǒng)和支持系統(tǒng)關(guān)系圖48CEFR堆芯熔化模式 簡(jiǎn)單地說，所有事故序列的后果只有兩種，即堆芯熔化和堆芯不熔化。但是為了對(duì)各種物理特性的事故序列進(jìn)行分類研究，確定各類序列對(duì)堆芯熔化頻率的貢獻(xiàn)份額，從而對(duì)反應(yīng)堆的安全設(shè)計(jì)做出定性評(píng)價(jià)，常常將導(dǎo)致堆芯熔化后果的事故序列進(jìn)行模

34、式分類。這種分類的另一個(gè)好處是為后續(xù)的二級(jí)PSA的事故初因的確定提供依據(jù)。49CEFR堆芯熔化模式 序號(hào)模式代碼堆芯熔化模式描述1OK堆芯不熔化2PLOHS有保護(hù)失熱阱(不包括冷凝器失真空)3PLHSZ有保護(hù)失熱阱(冷凝器失真空時(shí))4LDHRS有保護(hù)失電合并余熱排出系統(tǒng)失效5ULOF無保護(hù)失流6ULOHS無保護(hù)失熱阱7UTOP無保護(hù)超功率8UOTH其它無保護(hù)瞬態(tài)9UPOW失去廠外電源合并不能緊急停堆10UPPS無保護(hù)合并燃料組件局部冷卻惡化11ULOS一回路失鈉合并不能緊急停堆12DCD直接堆芯損壞目的：為了對(duì)各種物理特性的事故序列進(jìn)行分類研究，確定各類序列對(duì)堆芯熔化頻率的貢獻(xiàn)份額，從而對(duì)反應(yīng)

35、堆的安全設(shè)計(jì)做出定性評(píng)價(jià)。另外，為后續(xù)的二級(jí)PSA的事故初因的確定提供依據(jù)。 50講義內(nèi)容參考資料GO法原理及應(yīng)用基于GO法的中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆核島供電系統(tǒng)可靠性分析康曉輝51主熱傳輸系統(tǒng)14324567891088作為一個(gè)典型的池式鈉冷快堆設(shè)計(jì)，CEFR的主熱傳輸系統(tǒng)包括三個(gè)回路，其中一回路采用池式設(shè)計(jì)主熱傳輸系統(tǒng)一回路：池式設(shè)計(jì)，2臺(tái)主泵，4臺(tái)IHX。共有260噸液態(tài)鈉。堆芯出入口溫度為530C/360C主熱傳輸系統(tǒng)二回路：冷卻劑也為鈉。回路式設(shè)計(jì)，2個(gè)環(huán)路。各有一臺(tái)二次鈉泵，兩套SG。SG出入口鈉溫310C/495C三回路：與常規(guī)熱電廠類似，3臺(tái)主給水泵，一臺(tái)透平機(jī)和發(fā)電機(jī), SG出口蒸汽壓力14MPa, 溫度480C, 給水溫度190C，流量13.3kg/s返回事故保護(hù)模式52事故序列定量分析頂門是一個(gè)“與”門，它的輸入是：初因事件、在該事故序列中描述失效系統(tǒng)的系統(tǒng)故障樹、在該事故序列中描述成功系統(tǒng)的“對(duì)偶故障樹”(它是一種成功樹，即為故障樹的補(bǔ))