Принцип единичного отказа

Среди основных принципов безопасности важнейшим является принцип единичного отказа. Согласно ОПБ-88/97 это принцип, в соответствии с которым система должна выполнять заданные функции при любом требующем ее работы исходном событии^[1] и при независимом от исходного события отказе одного любого из активных элементов, или пассивных элементов, имеющих механические движущиеся части.

Активным считается элемент, для работы которого требуется выполнить некоторые активные действия, например, включить электродвигатель, подать сжатый воздух или другие действия. В электрических системах все элементы считаются активными.

Пассивная система (элемент) — это система (элемент), функционирование которой связано только с вызвавшим ее работу событием и не зависит от работы другой активной системы (элемента), например, управляющей системы, энергоисточника и т. п. По конструктивным признакам пассивные системы (элементы) делятся на пассивные системы (элементы) с механическими движущимися частями (например, обратные клапаны) и пассивные системы (элементы) без механических движущихся частей (например, трубопроводы, сосуды).

В качестве примера можно привести систему пассивного отвода тепла энергоблока АЭС-2006, предназначенную для длительного отвода остаточных тепловыделений реактора в условиях отсутствия всех источников электроснабжения, включая аварийные, как при плотном первом контуре, так и при течах (см. рис. 2.24).

Система состоит из четырех независимых контуров естественной циркуляции теплоносителя второго контура — по одному на каждую циркуляционную петлю реакторной установки.

Каждый контур включает в себя теплообменные модули, трубопроводы пароконденсатного тракта, воздуховоды, подводящие воздух окружающей среды и отводящие нагретый воздух, пассивные устройства прямого действия, регулирующие расход воздуха.

Практическое применение принципа единичного отказа обеспечивает:

• • работу систем безопасности и систем, важных для безопасности, в случае возникновения единичного отказа оборудования или ошибки персонала;
• • уменьшение риска отказа оборудования по обшей причине.

На практике принцип единичного отказа реализуется путем резервирования. Для уменьшения вероятности отказов резервированных систем или их каналов по общей причине дополнительно применяются физическое разделение и разнотипность применяемых систем и оборудования.

Резервирование предполагает применение двух или более аналогичных систем или независимых канатов одной системы, идентичных по своей структуре. При полной независимости этих систем или каналов их общая надежность пропорциональна их количеству.

Физическое разделение обеспечивает устойчивость резервированных систем или их каналов к одновременному отказу по общей причине. Создание между системами или каналами физических барьеров (путем предусмотрения огнеупорных перегородок, раздельных кабельных проводок, размещения оборудования в разных помещениях или простого удаления друг от друга) обеспечивает сохранение работоспособности остальных систем или каналов при повреждении одного из них при пожаре, внутреннем или внешнем затоплении или по другим причинам общего характера.

Разнотипность оборудования подразумевает применение разных по принципу действия систем, выполняющих одни и те же функции.

Например, насос питательной воды парогенератора может иметь электрои турбопривод. Арматура, выполняющая одну и ту же функцию, может иметь ручной, электрический и пневматический привод. Таким образом, в случае возникновения, например, события с полным обесточиванием энергоблока имеется возможность использовать оборудование, для работы которого не требуется наличия электропитания. В случае возникновения отказов в работе механической системы аварийной защиты реактора на реакторах ВВЭР ее функции могут быть выполнены увеличением концентрации борной кислоты в первом контуре до требуемого значения, используя штатную систему ввода бора.

Однотипные компоненты оборудования разделены физической перегородкой или просто удалены на определенное расстояние.

• [1] Исходное событие — единичный отказ в системах (элементах) АС, внешнеесобытие или ошибка персонала, которые приводят к нарушению нормальной эксплуатации и могут привести к нарушению пределов и/или условий безопасной эксплуатации. Исходное событие включает все зависимые отказы, являющиеся его следствием (ОПБ-88/97).