Построение функциональных деревьев событий (ФДС)

Разработка ФДС начинается составлением перечня функций безопасности, выполнение которых обеспечивает проектное про­текание рассматриваемой аварии (для проектных ИС) или уменьшение ее последствий (для запроектных ИС). В итоге должен быть получен перечень требуемых функций безопасности, опре­делены наборы выполняющих их систем безопасности и функций персонала, определены критерии их успешного выполнения и выявлены функциональные зависимости между ними. Для составления такого перечня могут быть использованы те же источники информации, что и для этапа классификации исходных событий. Кроме того, могут быть проведены дополнительные расчетные анализы процессов для уточнения критериев выполнения функций безопасности в случае непроектного протекания аварии.

В общем случае должны рассматриваться функции безопасности, важные с точки зрения повреждения активной зоны, а именно:

• управление реактивностью;

• отведение остаточной и запасенной теплоты;

• поддержание целостности границ I контура (управление
давлением);

• поддержание запаса теплоносителя в I контуре;

• защита целостности контайнмента;

• удаление радиоактивности из атмосферы контайнмента.

В зависимости от решаемой задачи (ИС) перечисленные функции безопасности обычно уточняются (делятся) на менее или более общие. Сочетание и последовательность их также зависят от задачи. Приведенные функции безопасности являются взаимозависи­мыми (точнее функции 3, 4 и 5 зависят от двух первых). Может быть полезным выделение независимых, "фундаментальных" функций безопасности. Это:

•   контроль и управление реактивностью;

• обеспечение охлаждения активной зоны реактора;

• локализация и надежное удержание радиоактивных продуктов.

Перечень функций безопасности приведен в руководстве МАГАТЭ по безопасности 50-SG-D1.

Построение ФДС начинают с формирования таблицы дерева. При этом важным фактором является порядок и последовательность размещения функций безопасности в таблице промежуточных событий. В значительной мере он определяет конфигурацию дерева и может повлиять на удобство и трудоемкость его построения и последующего количественного анализа. При выборе по­рядка размещения функций безопасности следует руководствоваться принципами:

1) причинно-следственным — в соответствии с которым функции безопасности, выполнение которых зависит от выполнения других функций, размещаются в правых колонках таблицы относительно последних;

2) временным — в соответствии с которым независимые функции безопасности располагаются в порядке очередности их выполнения во времени.

Например, для ИС "обесточивание" должны рассматриваться функции безопасности, приведенные в табл. 1.

Таблица 1 Пример зависимых ФБ

Для разработки диаграммы ФДС необходимо выполнить следующие процедуры:

1) сформировать таблицу функций безопасности, определив рациональную последовательность их размещения с применением причинно-следственного и временного принципов;

2) провести траекторию проектного протекания аварии, ко­торая отражает выполнение всех требуемых функций безопасности; нанести на эту траекторию особые точки, в частности действия персонала, если таковые требуются;

3) начиная с крайней слева функции безопасности последовательно построить траектории, связанные с невыполнением каждой функции до попадания в соответствующие конечные состояния; при таком построении требуется анализ возможных зависимостей между функциями с позиции их влияния на конечные состояния;

4) сформировать таблицу конечных состояний, выполнив их классификацию по видам повреждения АС;

в общем случае рассматриваются следующие виды конечных состояний:

• конечные состояния с превышением проектных выбросов L, возникающие вследствие невыполнения только одной или нескольких локализующих функций безопасности;

• конечные состояния с тяжелым повреждением активной зоны R, возникающие в результате невыполнения только одной или нескольких защитных функций безопасности. На предварительном этапе анализа безопасности при отсутствии расчетов процессов в реакторной установке целесообразно консервативно принять, что невыполнение любой из защитных функций безопасности вызовет тяжелое повреждение (плавление) активной зоны реактора;

• конечные состояния с превышением максимального проектного аварийного выброса радиоактивных продуктов в окружающую среду RL, возникающие в результате совместного невыполнения защитных R и локализующих L функций безопасности.

ФДС содержит относительно небольшое число конечных состояний, и по ним достаточно просто, при наличии соответст­вующего опыта, выполнить предварительную качественную классификацию КС с нарушением безопасности по их виду.

В IRRAS рассматриваются конечные состояния с повреждением активной зоны — CD и безопасные конечные состояния — ОК. Степень повреждений должна определяться с помощью других методик и кодов. Код IRRAS определяет вероятности аварийных последовательностей, обозначенных как CD, поэтому, применяя консервативный подход, конечные состояния R, L и RL, рекомендуемые методикой, следует обозначать как CD (или CD/).

После завершения разработки функциональных ДС для расчетов вероятностных показателей безопасности дальнейшая разработка вероятностных моделей проводится для каждой отобранной аварийной последовательности на уровне участвующих в ее реализации систем безопасности и/или функций персонала. Эта цель может быть достигнута двумя способами:

• путем. непосредственного применения методик деревьев отказов (ДО) и ошибок персонала (ДОП);

• путем разработки промежуточных моделей надежности в виде системных деревьев событий (СДС) и последующего использования методик деревьев отказов и деревьев ошибок персонала.

Второй способ рекомендуется использовать в тех случаях, если непосредственная разработка деревьев отказов затруднена вследствие сложных межсистемных связей, а также в случаях излишне большой размерности разрабатываемых деревьев отказов (данная рекомендация соответствует методологии "большие ДС — малые ДО"). При этом определенные по ФДС логические (булевы) функции, описывающие отобранные аварийные последовательности (или КС), используются в качестве основных событий дерева отказов или системного дерева событий (СДС).