jaderných elektráren. o oracovoí etaoě EGÚ č

VÝZKUMNÝÝ ÚSTAV Ú pobočka Praha

EG

Vf SEOOTř ÚSTAV EKBRGEDICÍKÍ pobočka Praha Oďbor: Výsizuu vizeaí parních, a/jaderných elektráren.

Y Í Z K U K II Á

ZPRÁVA

o oracovoí etaoě EGÚ č . 1 1 1 4 1

13

Spolehlivos'tni au.-lýza obvodu aapajwai v l a s t n í

spotřeby

jaderné e l e k t r á r n y V 1

Odpovědný yracovoik prs.covní etapy: lna-

Bohuslav Kuklík

Začátek práce \is. e t a p ě : 1 . 9- 1976 Datum oponentury: 28. 1 1 . 1977 Číslo výtisku;

•=_ i

Pracovní etapa EG1Í o. '11 '14 1 15

Pracovní stapa EGÚ je č á s t i dílciao úkolu: Sízení jaderné elektrárny a reaktory typu W1R Cislo Dlí ve státním planu: P 09-125-005-15' Odpovydr/ý pracovník DÚ: Ing, Pav~l Stirslcý, OSc. Dílci úl:ol ,,o částí úlcolu; Jaderno eleic^rárny a teolárny s lelil:ovoclaí"£iii reaktory Odpovědný yraoovnik Ú: • Doo. lac;. Joaef Kott, CSc.

Odpovědný -..;racovník PE EGlJ; Ing. BoluslAV Kuklik Spolupracovníci v EGÚ:

Ing. .'.lilcei Borslcý . Ing. Josef Ivurka Ing. Petr Babic Ing. Vlád. Faltejsek, CSc

Zprávu s e s t a v i l i :

Ing. Ing. Ing. Ing.

Bohuslav Kulclílc Milan Borský Josef S u rka Petr Babic

.

Vedoucí oááelení: Ing. Pavel átirský,GSo.

ň'.> '•:-••. 'gilJi/AS'

Vedoucí odboru:

Ing. Vlád. Palte;]sek,CSc,

Ředitel oobočky:

Ing. Wiir. MatouSeic, OSc. '*\j(jiti í-i-i.

Zpráva uá 53 stran textu a 14 -oříloh

"kyftg/ i

Cc-l'.:.ový počet výtisku;

w:,

í

A K" O 2 A 0 E

P 09-123-005-13 I n s . B. Kttklik, odbor 264 11 14 1 13 "Spolehlivostni analýaa obvodu napájeni v l a s t n i spotřeby JE V1 Ve aparávě jsou shrnuty výsledky poruchové analýzy 6:kV systému v l a s t n i spotřeby jaderné elektrárny V I . . Byly řešeny dvě úlohy -, spoleJolivost napájeni primárnich čerpadel a spolehlivost naoáj«ui 6 isV sběrnic systému zajištěného napájeni. Ve apráve ;jě rovněž uveden stručný popiš prosramu pro analýay stromu poruch na 'číslicovém-poSitači* ; n 09-123-005-13

t

A H H 0 T A li Mfl HH35. B/!íyKJiHK, OTaen 264

3JieKTpOCTai««KK B i "

1114 1 1 3

'

pna ARA cacTeiíii nnvamía co6cTBeaHiix ayxcn 6 K B aTOMHoíi B 1 . PemajiHCB SBe aaaa^M - Haj»e;:cHocT UHpKynamiOHHwx Hacocos H H&HeKHocT nH-raiiwa inuH 6 KB. B OT^teTe ToKsce o n u c a a a nporpauua Rnn ai:a;iH3a oTKa3os nptt 110H0411 3BM*

S U M M A R Y P 09-123-005-13 Ing. B. Kuklik, dept. 264 11 14 1 13 Reliability analysis of the electrical power system of V 1 nuclear pov?er station' The report summarizes the results of tixe fault-tree analysis of the 6 leV power system of V 1 nuclear power station (PÍR). Two ur obi ems. were studied separately: The reliability of the feeding of primary pumps and the reliability of 6 kV emergency bus-bars. iOae brief description of a computer program .enabling fault-tree analysis is also included.

1977 s t r , 1 OBSAH

str.

1 . Obsah

'

2. tfvod 3. Popis systému uapírjoní vle.stní spotřeby a pracovních reižiuů 3.1 ITapájení v l a s t n i spotřeby 3.2 ř r o v o z n í reaiuy ., ^. Spolohlivosbiii analýza systému lůochlaaováni . • I, 4.1 Definice aebesyočné poruchy|a výchozí předpoklady 4.2 Strony poruch lalavních c i r k u l a č n í c h ' Čerpadel ' 4.3 Ystupni data 4.4 Metoda výpočtu 4«4.1 Algoritous \>ýpočtu pravděpodobnosti výsl^tu havar^ií situace 4.4.2 Počátoccí jev , 4.4.3 Doplň: xrvý jev . ,-í 4.4.4 PravďSpodo cná doba výsl-jytu havar i j n í situace 4.5 Výsledky vfeditu. , 4.6 Diskuse výslcdlox , 5. Spolehlivostní analýza aapájení 6 kV" sběroic systéau zajiStaného napájeni 5«1 Popis acheaatu a jeho funkcej . 5.2 Definice nebezpečné poruchy \ . 5.3 Stroa poruch

5 5 7 10 10 13 1* 1417 17 21 24 25 29 31 31

33

i

5.4 Výsledky výpočtu a jejich diskuse

Is

11 14 1 13 1977 s t r , 2 str. 6. Použiti počítače p ř i vv-počtu. strorau poruch. S ^1 ObeQaě o stroau porach 6.2 Použitý algoribaus výpočtu

36 36 37

5.3 Nástin realiza.ce c.ilciox'iteu aa pocitači 46

7. Závěr 8. Scsiaara akratek 9. Seanaa obrázků a tabulek 10. Seaiian literatury

i

49 50 52

11 14 1 13 1977 sbr.3

2. UVOĎ Oilem řešená etó.py oylo sestaveni stromu :.oruch obvó0-u napájeni vlastní spotřeby jp.áeruě elektrárny V 1, jeho analýza a spolehlivosti! výpočet. V předložené' správě jsou 3hrnuty výsledky provedené spolehlivostní aaalýzy. Spolehlivá funkce systému napájeni vlcstni spotřeby je jednou 2 podmínek bsspeSaého provozu každé jaderné elektrárny. Uvedený systém zajiščuje napájeni všech spotřebičů nutných & provozu elektrárny a v príoaoe jeho selháni by, za určitých odolnosti, mohlo dojit k .aavárii celé elekbrárny. Vziiledea i: poruchovosti jednotlivých elementů tohoto systému neni takovéto selháni nikdy vyloučeno a je proto nutné stanovit a posoudit niiru pravděpodobnosti jeho výskytu*

, .

Obdobné rosbory se provádeji pro všechny jaderné elektrárny, zejména v aoliranici a jejich výsledky osou soužásti příslušných bespocnostuích zpráv. Pro obvod n a p ř e n i vlastní spotřeby elektrárny Y 1 mají z lilediska jaderné bezpečnosti největší význam .6 kV sběrnice. Zajiatěni napáje-ií těchto sbernic je pro sdórný provoz elektrárny velni důloiité, protože zajišíují coergii pro systém hlavnich cirkulačních čerpadel, přo napáječky paroócnerátoru, pro cirkulačuJ. čerpadla chladibí vody a pro dalš í důležité spotřebiče, jakož i pro 0,4 kV sběrnice. S ohledem na aávažiiost potřeby chlazení reakboru byla 3polehlivostní analýza napájeiaí příslušných 6 kV sběrnic, na než jsou. připojena hlavní cirkulační Čerpadla, pojata včetně funlrce teclxbo Čerpadel. Namísto pouhého určení spolehlivosti napájení uvedených sběrnic, bylo naznačeným rozšířením orací nad plánovaný objem umožněno provést spolehlivostni analýzu důležitého systému chlazení elektrárny V 1. Tato analýza ;\e obsahem prvé č á s t i zprávy. /

iríi

11 14 1 13 1977 s í r . 4 :•}.!.•-.: .ó.
společnéiio výpadku 6 kVsbernic systému, zajištěného r.ia?á<* j e n i . Vzhledem k torna, že na tyto sběrnice jsou připojený čtúlc."iťé havarijní spotřebiče •?. íio rovnáš je z nich napájen systém zajištěného napájení 0,4'kV, je Vhledisica bespečného provoztt elektrárny nutná, aby alespoň je&ua z nich byla napájena. VQ zprávě je nejdříve uveden popis systému napájení vlastiií spotřeby a základních provozních režisiů elel-ccrárny. Poté aásledují podrobné analysy obou uvedených systémů.. 1/lastní spolehlivost ní aaal/za je podmíněna znalostí struhoury a funkce systému n. určením neKL.doucí události (neoeapečné poruchy). Spočívá v S3Sbaveni stromu poruch, t j , v určení všech moíánýca . :oubiiiací vstupních poruchových jevů najicích za ná3leáek výskat zaíněné nebezpečné poruchy, v zislcání spolehlivostních charakteristik vstupních veličin, ve vypracování proc:rauu výpočtu, ve výpočtu v j sledné pravděpodobnosti výskytu asboapečné poruchy a ve vyhodnoceni výsledků, popř. v áopo3?učení příslušných uprav. Tento postup, běžně používaný rovněž v zahraničí, "oji uplatncín v obou částech zprávy. Pi3i analýze systému do ohlazování bylo třeba, s ohledeia na zvláštní charakter havarijní situace (nebezpečné poruchy), v o l i t specielní postup Bpolehlivostního výpočtu. Je. třeba upozornit na choulostivou otázku volby vstupních dat, v důsledku naprostého nedostatku s t a t i s t i c kých údajů o poruchovosti jednotlivých elementů.

11 14 1 15 197? s i r . 5 5. POPIS SYSTÉMU NAF&JMÍ VLi*STHÍ SPQOÍÍEBY A PRACOVHÍCH

V^L s t n i Blok áLeifci-rAiTiy V 1 sestává a jednoho roaktoru a dvou turbogenerátoru. 'Tiu?bosonei'ator je tvořen t u r binou, hlavním gens rat'orem o výkonu 220 JOT. a- -pomocným generátorem v l a s t n í spotřety o výkonu 6 MW, Chlazení realrboru je aajiáoováao 6 priáárnimi chladicími SCCGkaini, . . ^ Výkon elektrárny V 1 39 vyveden do síto 2cO kV pres rozvodnu.KriSovány. Vlastní spotřeba jednoho raairtorového bloku -je' za^išíována a několika nezávislých zdrojů. Ideové scliéiaa napájení vlastní spoóí^by 6 KV spotřebičů je uvedeno na obr, č . 3*1. Napájení spotřebičů jé roslojeno mezi celkem osm 6 ixV aběrnic, na schématu označcvcli t\t\t'i'bl'\tiL1iQt29itZbt2ů.,2s» Za. normálnílio provozu elakirárny ha jmenovitém výkonu jsou jednotlivé sboraice zapojeny t a k t o : - sběrnice 1d a 1b .jsou uavzájem propojeny a napájecy přes transformátor í 11 z výstupu hlavního generátoru G 1\ - sběrnice 1a je nava je na rovněž přes G? 11 z výstupu G 1. Na sběrnici 1a je připojeno hlavni cirkulační čerpadlo (HCfí) č . 1. - sběrnice 1g je napájena přímo z výstupu generátoru. v l a s t n í spotřeby (GVS) G 11. Ná tuto sběrnici jsou připojeny HOČ č. 2 a Č , 3 , ' - sběrnice 2d a 2b jaoti propojeny a napájeny přes T 12 z výstupu G 2. - sběrnice 2a je .ň&oéjena přes T 12 z výstupu G 2. Je na ni připojeno čerpadlo č. 4,

r

11 i4 i 13

- sběrnice as je napájena z G 12. Jsou na ni připojena '-Cila"c»;,;5 a J í £ , ^.J"'-'""':'

.

•.'•

:.. ; _; • : •..

•

'

aŠuvedených no "připojiv sběrnice, 1a, 1g a 2d%á ••-sběrnici re sséryni-; ?B a sběrriice 1d, -2a a.asvna'sbernioi .rezer ; aapájeni A. ;Obu rezervní sběrnice jsou napájeny z rozvodny |220 K? el elf trámy A 1 přes rezervní t r a n s ;

" - Po>ncl do jdé současné ke ztrát5 napěti na obou' sběr1, í,vuerá-'trvá déle, nežije čas nutný pro autom&~ - , if/iktí rezervního zdroje (ASR), odepnou se d ••/' sběrnice od b sběrnic a aapájení d r;b..rnic převezmou dieselgenerátory. . , . _ . • Nejdůležitější spotřebiče na 0,4 kV mohou být kromě toho krátkodobě napájeny povaoci motorgenerátorů ze stejnosměrné b a t e r i e . Toto schéiaa napájení, v l a s t n í spotřeby, kberé používá čtyři 3amostatné zdroje, bylo zvoleno zejména s ohledem na použitá hlavní cirkulační čerpadla primářniho okruhu. Cirkulaci chladivá v ori mámím okruhu zajišťuje 6 hlavních cirkulačních čerpadel (HOč). Na elektrárně V 1 jsou použita, bezucpávková čerpadla s motorem o příkonu 2 l&. Jejich vlastní dobeh po odpojení od s í t ě trvá 5 s. S ohledem na odvod zbytkového tepla z realito- . EU se však požaduje z a j i s t i t nucený oběh chladivá alespoň po dobu 100 s po pádu havarijních tyčí, byl-li předtím ( . reaktor provozován na plném výkonu, Xoy bylo možno co nejlépe vyhovět tomuto, požadavku, jsou vady dvě a dvě čerpadla napájena ze samostatného generátoru v l a s t n í spotřeby, který je na společné h ř í d e l i s hlavním turbogene- •rátorem (TG). Zbylá dvě čerpadla jsou napájena každé z jednoho hlavního generátoru. V případě odstaveni reaktoru z technologických příčin zůstávají všechny č t y ř i

11 14 1 13 1977 s t r . 7 generátory nabuzeny a dodávají potřebnou, energii pro doběh HCČ. Tím je spolehlivě zaručena nucoriá cirkulace chladivá po poaadovaiiou dobu 100 s. Protože s&jištěiú. doběhu HOC je velmi důležité pro celkovou bezpečnost elektrárny, je v pí-ipaůe poruchy nsicterého zdroje pamatováno na možnost zuoáy zapojeni ECfi, Tyto změny sapojezú se provádějí ruční wadipulací a jsou určeny pro dlouhodobou změnu provozního rsaiau. Pro olcaiaSlté řešení poruchové situace se neuvažují. 3,2 Provo ani resiqy S ohledem na provozuschopnost jednotlivých, zdrojů a zařízení elektrárny, roali&ujeiae v podstatě 3 provozní reširay:

1. P£ovoz_elel:^rirn2;_na_jmenoyitém_vg[koiiu (il.)i kdy jsou k dispozici oba turbogenerátory (2G) i oba ^enerátoi-y v l a s t n i spotřeby (GVS)

Připojení sbernic a HCč je uvedeno na obrázku č. 3»1 (Napájecí trasy vytaženy s i l n é ) . . a) Možné poruchy a jejich následky: Poručila GVS spojená se ztrátou napětí na příslušné sběrnici g. Autoaat zapnutí rezervního zdroje, po ověření, že na rezervní připojnici je napětí, provede odpojení sběrnice g od GVS a j e j í připojeni na rezervní p ř í pojnici. Pri tomto napojení není v případe poručily rezervního napájení zaručen dobšh příslušných dvou HOČ a obsluha je oovinna převést zařízení ruční manipulaci na režim č. 3. b) Poruclia hlavního TG: Sběrnice a i b ztrácejí napětí a autouat zaynuti reaervního zdroje provede v případě přítoiunosti nap ě t í na rezervních přípojnicích jejich odpojení od

11 14 1 12 1977 stir. 6 pracovního zdroje a ;ulvojeni na rezervní. Výkon reaktoru se saiiuje na 50 5S.N.. a schema uapá•-*-; jení vlastní spotřeb;// i-ručně převádí do stavu odreziuu c.

2.

;

: . "'V."

c) Porucha turbosoustro rji ^;, teelmologických příčin: 5?urboálteriiátor se"';óčJ:j>6ji od s í t ě á j o - l i napatí : : ,: íiaírezervních prípo 'jaicícl'., provedeš se - na *s barn i cích a i-b -AZR.ÍHlavní £ic:ae r A-G or ae přiítom Jjďbuzu^e. -••• aYS dobíhá vždy s tiirbinou a sběrnice £ : s e přepíná ha'" rezsi^oní napájení teprve Myž napětí pokle sne aa 50 55 jtaenovitého aa:peti ( U . ) . d) Kavari3rd odstavení rsalctoru z technologickýoa p ř í č i n : " •••' /' " ' _,'.' "' • • •• ' •• ' ' ."' "' , Oba turbogenerátory se odepnou od si'te, ale zůstávaj í nabuzeny. Sběrnice a i £ zůstávají připojeny ke gsnerátorůia. Sběrnice a se přepíná na rezervní zdroj při pokleku napětí na 70 ?»!.U. a sběrnice g při poklesu aapětí na 50 % U... líem-li rezervní zdroj k d i spozici, odepnou se po 5 s' od sbšrnic '& všechny motory kromě HGč a vypnou se sekční vypínače nieai sběrnicemi b a d . Současná z t r á t a napětí na obou sběrnicích d je podmínkou pro jejich připojení na dieselgenerátorový zdroj. 2. Provoz elelcorárny s gednig turbqsoustrqjim na výkonu o 50 % H. a menšinu V tomto případě js k disposici pouze jeden hlavní generátor a jeden GVS. Pro chlazení realctoru postačují 4- HCC, kcerá jsou zapojena takto: 2 HOČ jsou zapojena na sběrnici a a 2 HGČ na sběrnici g pracujícího generátoru. Sběrnice nepracujícího turbogenerátoru jsou napájeny z rezervního zdroje. Připojení sbérnic 6 kV a HC6 je uvedeno na obr. č. 3.2. Obrázek je kreslen pro p ř í pad vjpadku prvního turbosuustroji.

7ti

11 14 1 13

1977 ate.9 Možné poruchy a jejich

,l

následky:

a) Elektrická porucha GVS: Sběrnice £ stračí napětí, automaticky se odpojuje od GVS a připíná se na rezervní zdroj. Pro další provoz neni zajištěn dobeh odpovídajících EC6 a proto :...usí "být výkon reaktora suísen na 25;% IL. Při 'jouto výkonu postačí k odvedení zbytkového tepla přirozená cirkulace chladivá* b) Porucha hlavního generátoru: Generátor se odepne od s í t ě , sběrnice a a b se automaticky přepínají na rezervní napájení, sb«rnice £ dobíhá s GVS. Reaktor je havarijně odstaven. Sběrnice g ořecházi na rezervní napájení při poklesu napětí na 50 % U.. c) Technoloáiclcá porucha turbosoustrojí, nebo havarijní odstavení reaktoru: Postup je obdobný jako v bodě 1 d. Provoz _eleKrarng s qbeiaahlavniini generátory; a ^edniia GVS (druhý GVS porouchán) V tomto případe jsou k dispozici pouze t ř i pracovní zdroje a sborníce a KCč jsou zapojeny tak, jak je uvedeno na obr, č, 3.3 (uvažována porucha G 12). Možné poruchy a jejich

následky:

a) Porucha hlavního generátoru nekompletního soustrojí: Provede ss přepojení sběrnic a a b na rezervní napájení, výkon reaktoru se snižuje na 50 % N.. d

b) Porucha hlavního generátoru kompletního soustrojí: Na sběrnicí cli a a b působí AZR, na sběrnici g se využívá dob cli GVS. Vzhledem i: tomu, že pro případ další poruchy není zajištěn době li HGČ snižuje se výkon reaktoru na 25

v

11 14 1 13 197? str.10 o) Porucha pracujícího GVSs Ha sběrnicích g docliizí k AZR a výkon reaktoru. se snižuje na. 50 % ITt • 4 . SPOISHLIVOSTÍIÍ AilALÍZA. SYSIÍÉMJ Po popisu napájeni via sta í apotřeby a seznámeni ae s jednotlivými režiiay elel::rirni V 1, přistoupíme nyní k vlastni spolehlivostní analýze systému napájení vlastní spotřeby. Jali bylo naznačeno jia v úvodu, je pro uvedený obvod z hlaůislía jaderné bezpečnosti nejdůležitější

zajištění na-

pájeni 6 kV sběrnic, která zajišťují energii pro důležité spotřebiče.Hovněž "bylo upozorněno. Lie s ohledem na závažnost potřeby chlazení'reaktoru buíe analýza napájeni G kV sběrnic, na něž jsou připojena Iil-vní cirkulační čerpadla., pojata včetně funkce těchto čerpadel. To umožní provést analýzu systému chlazení elektrárny V 1 jako celku. Spolelilivostni výpočet napájení zbývajících 6 kV sbernic Id a 2d, na které ^sou připojeny důležité havarijní spotřebiče a systém zajiStonélio napájení 0,4 kV, je obsa~ hem další kapitoly. V této iapitole se budevae zabývat spolehlivostní analýzou systému chlazení elekt.rárny V 1. Struktura a funkce tohoto systému byla uvedena v předcházející kapitole, takže pro vlastní spolehlivostní analýzu zbývá přesně vytypovat nebezpečnou poruchu, sestavit příslušné stromy poruch, zaj i s t i t potřebná vstupní data a provést výpočet. ^ 4.1 Definice nebezpečaé poruchy a výchozí př edpoklady Nebezpečnou poruchou systému chlazení elektrárny V 1 -je náhlá-ztráta, cebo náhlé výrazné snížení průtoku

F--

11 14 1 13 1977 sbr.11

chladivá, piJlčem nepřípustná hodnota sníšíení je závislá na výchozi výkonové hladině. Je třeba s i rovněž uvědomit závažnou skutečnost, že pro sajišuoni krátkodobého nuceného oběhu chladivá, nutného k odvodu zbytkového tepla, je u elektrárny ? 1 zapotřebí zabezpečit elektrický pohon minimálního počtu hlavnich cirkulačních čerpadel i po příslušnou ůobu po zastavení reaktoru. Dále je uvedeno zdůvodnění nebesvoečné poruchy pro uvažované výlionové hladiny realctoru 100 % a 50 % N... .

ú

Pro N.. jsme vycháaeli z toho, ae (viz L ^ J ) : 0 a) při výpadku jednoho nebo dvou HOČ uojde k regulovanému sniifeaí výkonu na 75 % N. résp. 50 % N. (viz •v

O

U

obr. 4*1) b) při výpadku t ř í nebo více HGČ dojde 1c havarijnímu odstavení reaktoru c) po havarijním odstavení_ reaktoru je nutné z a j i s t i t cirkulaci chladivá aktivní zónou po dobu dalších ÍÍ00 s. d) okamžitý výpadek čtyř HOS má za následek lokální přeh ř á t í palivových článků. Z bodu d) vyplývá, že rozhodně nebezpečný je okamžitý výpadek čtyř nebo více HOČ. Ze zbývajících bodů pak plyne, £e i postupný výpadek alespoň čtyř HCČ v určitém Časovém intervalu může znamenat nebezpečnou poruchu. Při výpadku menšího počtu HCČ t o t i ž dochází: - bu3 k zapůsobeni havarijní ochrany realctoru (okamžitý výpadek t ř í IICČ); v tomto případě nastává nebezpečná porucha tehdy,vypadae-li během následujících 100 s d a l š í HOC (via body b a c )

11 14 1 13 1977 sto. 12 • nebo k přechodovému jevu snižováni výkonu na novou hladinu (výpadek jednoho nebo dvou HCO). Dojde-li "během tohoto pSeoboáoívríílio jevu i: výpadku dalších HGČ tak, že celkový počet nepracujících HOČ t>ude větSi*než t ř i , považujeme to za okamžitý výpadek čtyř HCfi z nominálního výkonu. Z obr. 4,1 je patino, ze tento"přech,odový jev může trvat přibližně 80 a, Z těchto důvodů jsme proto nadefinovali nebezpečnou poruchu takto; Nebezpečnou poruchou je stav, My dojde k výpadku čtyř nebo více HQČ v intervalu 100 s, počínaje od výpadku prvého resp, prvých z nich. = i obdobnou úvahou dospěli k toPro hladinu 50 % H. mu, že aa nebezpečnou poruchu považujeme výpadek minimálně t ř í ECČ ze čtyř pracujících během 100 s intervalu, počínaje od výpadku prvého z nich. Dojde-li k výpadku kritického počtu čerpadel v oasovém úseku delším než 100 s, lbe a průběhů veličin na obrázcích 4.1 a 4.2 usuzovat, že k lokálnímu přehřátí palivových, článků již nedojde. Přiton. /oranice 100 s je vzata s určitou rezervou. Přesné stanovení hranice je však s ohledem na character úlohy nemožné, V případě potřeby je snadné provést výpočet i pro jiné časové úseky. Spolehlivostni analýza byla provedena za předpokladu, ze: 1. Není poiušena celistvost primárního okruhu 2. Keni uvažován výskyt přírodní pohromy, požáru, či jiné těžké havárie. Pravděpodobnost výskytu těchto jevů je vsai: nepatrná. Vyloučení uvedených jevů má však za následek, že neuvažuj erae ..ložnost okamžitého výpadku t ř í nebo více čerpadel.

11 14 1 13 1977 str.13 Střou?/ pořuok fctlavaíol; cirkulačních,čerpadel r Ve stromech poruch ..>ro hlavní cirkulační čerpadla jsou uvažovány všechny vstupní poruchy, které vedou 1* výpadku příslušného čerpadla. Stromy poruch jednotlivých čerpadel pro uvažované výkonové hladiny jsou nalccesleny na obrázcích. 4.3 - 4,6 a lae z nich snadno určit sled vstupních poruch vedoacích k výsledné nebezpečné poru.se - výpadku čerpadla. . _ . .i.r .-Vahledem k tomu, we jr.^vainiu 1 "mají stromy poruch' _' pro čerpadla 1 a 4, reap, pro čerpadla 2,3»5 a G stejnou-.stnťcturu, jsou uvedeny stromy poruch pouze prq; čerpadla.__ 1 a 2. Označení analogických prvků příslušejících o s t a t ním čerpadlům je vždy uvedeno v závorce, přičemž označení v hranatých závorkách se vatahují na čerpadla 5 a 6. V režimu 2 je třeba rozlišovat dvě provozní "alternativys . '; 2 a - v provozu je turbina 1- a čerpadla 1,4,2 á.-3 2 "b - v provozu je turbina 2 a čerpadla 1,4,5 a 6 Stromy poruch pro čerpadla 1 a 4 mají stejnou strukturu, je uveden strom ooriich čerpadla 1 pro provozní r e žim 2 b , V kulatých závorlcách jsou uvedena označení pro čerpadlo 4; čerpadla 5 a"6"jsou zapojena stejně jaro^ v reiíimu 1. V hranatých závorkách jsou uvedena označení pro provozní režim 2 a, p ř i němž jsou čerpadla 2 a 3 zapojena stejně jalcp v režimu 1. . V režimu 3 je opět třeba rozlišovat dvě provozní a l ternativy* 3 a - pracuje pouze GVS 11 3 b - pracuje pouze GVS 12 Stromy poruch pro čerpadla 2 a 3 resp. 5 a S. mají stejnou strukturu, je uveden strom poruch čerpadla 5 pro provozní režim 3 a. V lailatých závorkách jsou uvedena

11 14 1 13 1977 str.14 označení pro čerpadlo 6; čerpadla 1, 2 a 3 jsou zápoje-, aa stejné jal;o v režimu 1, čerpadlo 4 stejně jako v r e - :: limu 2 a. V hranatých závorkách; jsou uvedena označeni pro" čerpadlo 2 resp. 3 v provozním režimu p b, p ř i němž . jsou čerpadla 4, $ a 6 zapojena stejné jako v režimu 1 a čerpadlo 1 stejně jako v režimu 2 t>. " \

Přestože havarijní situaci máme pro uvazované vý-

••-v koňové hladiny vady přesně definovánu - jako výpadek urČi„ tého počtu čerpadel během 100 vteřinovaho intervalu -•"-..-• ;_, nemůženie pro jednotlivé hladiny nakresi'••'"_ přímo celkovýv ! strom poručil. Je tocui tak s ohledem na specifický claarak-" t e r havarijní situace, takií-e^ji'nélse postihnout-jediným modelem. Tento problém bude podrobné objasněn v odstavci o.metodě výpočtu. 4.3 Vstupní data .

-

Kvalita vyčíslení výsledné pravděpodobnosti poruchy je výrazné závislá IIÓ. dostupnosti reprezentdtivních. . vstupních spolelilivostních

údajů. Tenoo požadavek však

není možno splnit. Pi-íčiny proč tomu talc je, byly

již

Často rozebírány. V našem případě pak byla situace navíc ztížena tím, .:e u některých položek šlo o importovaná" zařízení, nedostatek údajů jsme proto ř e š i l i t a š , že jsme použili hodnoty uvedené v l i t e r a t u ř e pro obdobné typy zařízení. Jako l i t e r á r n í podklad sloužily L [?] a L [7]. Použité spolehlivostní charakteristiky

jednotlivých

prvků prošetřovaného systému jsou shrnuty v tabulce 4 . 1 . 4.4 Metoda výpočtu S ohledem na zvláštní charakter havarijní situace systému chlazení reaktoru V 1, není možné přímé použití základních moJelú (model bez uvažování oprav; model s r e spektováním oprav)-pro stanovení pravděpodobnosti" jejího výskytu. Samotný model bez uvažování opr:v nepřipadá

11 14 1 1977 st f

f

/

' • ' •.

v úvahu - protože jednotlivé, prvky prošetřovaného* sy-/:.;-:; stému chlazení reaktoru jsou''y připsae potřeby opravova-'- , r ny. S ohlederii na skutečnost, jse jíně bezpečnou poruchou/'/ • •vedoucí k navarijní situaci jfe výpadel; určitého počtu : -' čerpadel buhein časového rozmezí "100 vteřin,-; nepřipadá/,v úvahu, ani přímé použiti modíelu s respektováním oprav, _ • Pro tento model je-;cotiž nebezpečnou poruchou výpadek -;-',,• nepřípustného počtu čerpadel,! aí ušiv. nastane běhen jaké-... koliv realizovatelné doby. V ípřipacia jeho použití- bych oji. řtedy do nebezpečné poruchy zahrnuli také výpadky .čerpadel" ' uskutečněné v době nesrovnatelně"-'delSí,hě'ž je -lcritický" 100 vteřinový i n t e r v a l . Tyto výpadky viíak již. havarijní s i t u a c i nevyvolávají. Vypočítali bychom tedy' značně vetš í pravděpodobnost výskytu hajyarijní situace, než jaká ve skutečnosti bude. 'Heuo&nost přímého použití modelu s opravami pro spolehlivostni výpočet uvedeného typu vysvitne nejlépe a jednoduchého příkladu: i " . . _ - ' . Mejue soustavu dvou nezávislých čerpadel, j e j í ž jednotlivé prvky se v případě!-potřeby opravují. Nebezpečnou poruchou tohoto systému budiS výpadek obou čerpadel uskutečněný během časového intervalu 100 s. Zmíněný 100 vteřinový interval může llešet v libovolném místě časové osy. iTá.sleduje-li výpadek druhého čerpadla v čase delšín nes 100 s. po výpadku prvého čerpadla, nebezpečná porucha jiS nenastává. Úloha ije tedy nadefinována tak, že k nebezpečné události dochází): buSto v případe, že k výpadku obou čerpadel dochází v jednom a temise okamžiku, nebo když k výpadku druhého čerpadla dojde v libovolném okamžiku 100 vteřinového.intervalu po výpadku prvého čerpadla. Pro jednoduchost předpokládáme, £e.výsledné spolehlivostní parametry obou čerpadel jsou stejné, přičemž

t i

11 14 1 13 1577 str.16

i doba bezporuchového provozu čerpadlo. -^ = 1 role ,. s t ř e d n í doba opravy ^oi-^čla T^ =| 1 den 7""'""""Použitím normálního litodelu si. opravami,předpokládají čího ustálený provoz a '/ríicu jicího j'se spolealivostníiai -•., charakteristikami x^ a ^ vypočítat:

r

-

-

'můžeme 'pro^uvaaovaný p ř í k l a d

-.-,-.'.

, • • ,:

.--'-, ..-."

-'

'

';..'..".

- :J _ Průměrnou.pravděpodobnou, dobu výskytu jevu J^ -y-'současného výpadku-,0'oou čerpadel. -Tato _doba7de;-:^<{-:;a-' 5 e -řpynaV"'—'""'-""'""

" --.--"----•

Průměrnou dobu. trviuií poruchy, tj.i.dobu po níž .jsou obě čerpadla souc.as-iC-j v neprovozovatelném stavu. 'lato doba j e x* a je rovna : ,. . x.} = 0,5 áňe

V "." " . ' • : "

Co ř í k a j í vypočtené výsledné parametry. Paranefcr T^ určuje, že průměruě jedenkráte za 183 raků. Qogde u z l í něné opravovaná soustavy dvou čerpadel ke společnému výpadku obou čerpadel. Parametr x určuje, ie_průměrná doba t r v á n í společnálio výpadku čerpadel je 0,5 dne. Pro uvažovaný systém čerpadel z .logické__úvahy__¥yplývá, še pro v l a s t n í dobu r e a l i z a c e jevu J,. - společného výpadku obou čerpadel - je možné časové rosiuezí od t = 0 a ž p o t = r = 1 den. Společný výpadek obou čerpadel se uskuteční tehdy, j e s t l i ž e výpadek druhého čerpadla se uskuteční v libovolném okamžiku jednodenního i n t e r v a l u , po nějž 3 e prvé \čerpadlo opravováno. Všechny uvedená uožné a l t e r n a t i v y společného výpadku obou čerpadel jsou do výpočtu provedeného poaocí uvažovaného modelu s opravecui zahrnuty. Počínaje výpadkem obou čerpadel v j e d n o n a t é n y o okanžilcu. přes vseciiny možnosti výpadku druhého čerpadla v libovolném okamžiku časového i n t e r v a l u daného dobou opravy prvého Čerpadla a konče

-I

11 14 1 13 1977

výpadkesi druhého čerpadla jeden den po výpadku prvého čerpadla. Je zřejmé, že pravděpodobnost výpadku ot>ou čerpadel •během jednoho dne je výrazně v ě t š i než pravděpodobnost, s nížíc výpadku ot>ou čerpadel T.IUSÍ dojít během 100 vteřinov&ho intervalu.

r

2 uvedených důvodů nemůžeme 1c i-esení ú ného typu.poučit přímo uvažovaného iioderU a opravamj.. V ualuim uvádíme námi navržený z působ"výpočtu, k t e rý se s tímto úkolem vyrovnává. 4.4.1 Algoritmus ivýpo5tu pravděpodobnosti _výsk^bu^hayari j n í _ i.tuáoe 1 S ohledem na .nemožnost přímého u a i t í některého z použív-jiých modelů, zvolili jsme následující způsob výpočtu: Mechaniku vzniku havarijní situace můň žeme rozlomit na dva samostatné jevy , - na počAteční .jev, který je pi'cdsta.vovan^buSto výpadlcem jedíioho čerpadla, nebo současným okamžitým, výpadkem dvou čerpadel.- na do^lňlixn/ý; _jev, který následuje okamžitě po ukončení počátečního jevu, tzn. po výpadku jednoho č i dvou čerpadel, probíhá v následujícím 100 vteřino-^ vém intervalu a je představován" výpadkem toliíva dalších čerpadel, že nebude zajištěn provoz potřebného počtu čerpadel pro dochlazeni. 4.4.2 Počat ečni jev Ze SuroTiiů. poruch pro jednotlivá cirkulační čerpadla na uvalovaných výkonových Iiladinách (viz obr, 4.3 • 4.6) je patrno, že okamžitý současný výpadek je možný maximálně u dvou cirkulačních čerpadel. ITa nominální výkonové iiladině p ř i režimu 1 může konkrétně dojít

11 14 1 13 197? str.18

k okamžitému současnému výpadku čerpadel 2 a 3, nebo čerpadel 5 a "6. iía nominální výkonové lila dine p ř i režimu, 3 íaůže dojít lc okamžitému současnému vý| padku čerpadel 1 a 4, nebo 2 a 3, ne DO 5 a 6, Na 50 %ní výkonové' hladině (režin 2) raůže dojit lc okam- ' žitému současnému výpadku čerpadel 1 a 4 nebo 5 a 6. ;Pravděpodobnost výskytu okamžitého současného výpad-" ku jiných dvojic čerpadel, nebo dokonce vétaiho počtu čerpadel,, je s ohledem na výchozí oi-eďooklady nu- lová. V jcůinér.1 okamžiku se může tedy uskutečnit bud" výpadek právu jodiaohb čerpadla ze š e s t i (čtyř) pracůj i c i o h "čerpadel, nebo současný okainiiitý v^adek některé z uvedenýcli dvojic čerpadel, dle toho,v jakém r e ž i mu pracujeme. Z toho plyne, že počátkem procesu vedoucího k havarijní s i t u a c i musí být některý s těchto uvedených jevů. Jiné nosnosti počátku výskytu havarijní situace pro uvažované stromy poruch neexistují, . i Pravděpodobnost v ý s o t u jednotlivých počátečních jevů vypočteme pomocí modelu s uvažováním oprav, protože .jednotlivé prvky systému jsou, j e - l i zapotřebí, opravovány, X

" Uvedeme p ř i k l a d výpočtu p r a v d e p a l o b n o s t i ^-skytu"' .počátečního -jevu. Pro j e d n o t l i v á c i r k u l a č n í č e r p a d l a předpokládejme t y t o zjednodušené stromy poruch.

BH I

K 0H I K Obr. 5. 4 .

MN

5

li 14 ', ' . ;

1977 str.19 Chceme a j i s t i t Icupr. pravděpodobnost výskytu počátečního jevu, pi'i nčimž dochází k současnému okamžitému výpadku čerpadel a a 3. Tento jev

je v logickém tva

ru poplřáu vstahem

cUac-li do vztahu (4,1) hodnoty ze stromu-poruch na obr. 4.7, obdržíme: . > J 2 3 = (B + H + P) ,. (0 + H + P) . X.ÍJ.E.F.E.H :

-

"'r--^:.'-.-

.._:.-._.,

Vynásobením tohoto výrazu á respď:l;ováo.im

(4,2) logic-

kých VEtflXÚ X . t =0

a

X .(1 + A) = X

(4.3)

přejde výraz (4.2) na výraz

Í4.4)

J 2 , = (P -i- H +

Protože pravděpodobnost současného okamžitého výskytu poruch B a G je nulová, obdržíme pro jev JQ*> realizovaný současnya oicaiaaitým výpadkem čerpadel 2 a 3 a~ provozuschopným staven čerpadel 1, 4, 5 a:6(,,. konečný výraz J 2 5 = (P + H) . I . I J J . I J .

(4.5)

Pravděpodobnosti výskytu poruch X. označíme odpoví dají cirai '.ůaljTiii písmeny x . . Pravděpodobnost výslq-tu jevu J 2 z ,"jtí pal: určena výrazem j ;

2 3

= (p •;- h - p L ) . ( 1 - a ) . ( 1 - d ) . ( i - e ) . ( i - f ) . ( i - l ) . • (1-r)

.

..

:

:>,

..

(4.6)

! K-

11 14 1 13

•„'•v. v'o.Yda^paobi'io^ti výskytu počátečního : uelu's respektováním oprav,' jsou*jednotli1 vé* vstupy ;'c3aar á." 'J c _' i a ovány v 2 dy dv ě ma s ooíc.iil iv os tni m£\ parametry:; střední ji obou bezporuchového provozu (f^) aSí střédáílipiíou opravy.-(Ti)-. ---.'-..'.,.-„>.?. : •*;' Píp pravd^oao"bnost výsky ťlí por.ucliy q^ p l a t í při |. ustáleném'pr-ovoauia stavu obecný, vatah (4.7) Z výraau :,5ro pravděpodobnost;výslcytu' celkové poruGhy: sy sté mu«.-'( q ^ ^ , ) , 1 ze sna dno př ej í t (yi z £ ; [10] --a "'' L [1iJ)na 'yýřaa,* z r>.éh'ož lze vypočitat odpovídající průměrnou/výší!e*dnou dobu bďaporúchového provozu systé'•

o

Ve výraau^ pro q c l l c se obecně výsky b&gí součiny 'prvních mocnin pravděpodobnosti výslcytu poruch' jednotlivých prvků systému.,. J e s t l i ž e každý takovýto jednotlivý součin %~y násobíme součtem převratní'tíh hodnot3 odpovídaj ícíoli súředních éob oprav T. , obdraiae výras pro podíl i?

Příklad: Je-li •

bude

f

e=#cellc

'.i

F

4a

I

7

Ze vztahů (4,8) a (4.9) a pomocí obecného vztahu q

celk

=

Z" T celk

V, Ť)

s

^Í

-'5

i;

i

-j 1

fi

I

i

11 14 1 15 1977 str.21 lae vypočíst rjr-vd&oodobnou výslednou dobu* bezporuchového provosu (T Q e ; L ] ,) systému. Dle aasničen-jiio postupu můžeme vypočist pravděpodobnou dobu výsJJsrtu (Eg.) počátečního jevu Z^

i viíech

dalších počátečních jevů, Do^lnlzový jev Doplňkový t;:C-T: jehož pravděpp.dolsnos-c vy.33čytu chceme spočítat, aačiaá asltutiaciiěnim počátečního Jávu, t j . " výpadkem jodno]io;-ci dvou čerpadel a Icoiičí 100 v t e ř i n poté, K nebezpeční události, výpadku nepřípustného počtu dalších čerpadel, dochází během tohoto 100 vter,inovéhb intervalu. Kritický počet takto vypadlých čerpadel je závislý jednak o.a typu počátečního jevu, ;;ednak na vý-

,

koňové hladině, na :iíz miiaeatálně pracuje..;e. '"' V případě, se sařizeai bylo provozováno ria noiainálni loladině výkonu a že počáteční jev byl realizován vý-padken jednoho čerpadla (dvou čerpadel), je doplňkový jev realizován vjpadkem alespoň t ř í (dvou) dalších čerpadel, prptože -lc havarijní ^situaci- při^ práci. naL^.nominaínx hladině "v^'i:onú dochází při výpadku více fiea t ř í čeríbadél v rosuezi 100 v t e ř i n . « .V'případe, :óa zařízení;,bylp "provozovánojna 50 %ní v hladině'výkonu;a He počáteční jev byl realizován vý-%1 padkem' jednoho Ve er padla (ávou čerpadel),*'je *cioulňkový jev realizován v<-padkea alespoň dvou (jednoho) dalších čerpadel, protože lc ii^rarijní s i t u a c i při; prc.ci;!sna 5Q foxá. hladině * dociiá.|zí při výpadku více tíe^ elvou čerpadel v rozmezí 100 v t e ř i u i Pravděpodobnost výskytu doplňkového jeVui vypočteme pomocí pravděpodobnosti P 2 , s ňiž k to nedojde.

11 14 1 13 197? 8tr,22 5«--v;ProtoSe "boiler. 100 vteřinového iatervalu tiení : v mozao "orovfc'.aii'u opravy , ausiiae." pravdě^GilobáostPg poč í t a t pouocí oodelu "bez uvažováal opřev. ífejdříve si i5 pomoci cohoto modelu vypočtené cellový časový průběh pravděpodobnosti, že u systému zbylých čerpadel nedojde k výpadku nepřípustného počtu čerpadel (naznačen na obr. 4.8 a označen P n ( t ) ) , Průběh P^(t) ausí obsahovat i pravděpodobnosti p ř í s l u š e j í c í kritickéiau 100 y t e rinovéEiu intervalu. Z pravděpodobností p ř í si lis e j icíoíx >počátku a konci tohoto intervalu spočteme hledanou pravděpodobnost Pp» Pravděpodobnost P^ jje pravděpodobnost podmíněná, protože vychází 2 předpokladu, že naipočátlcu 100 vteřinovéhp intervalu, tedy na počátku doplňkového jevu, jsou všechna čerpadla, kromě čerpadel vypadlých v rámci prvotního1 jevu, v provozuschopném stavu. ,\._ 2)o ovšem neznamená, že se Jna ioiato systému zbývaj í čich Čerpadel nemohou do uskutečnění prvotního jevu vyskytnout poruchy; ty se vyskytovat nohou a skutečné se s příslušnou pravděpodobnosti vyskytují, jsou však takového rázu, ae do doby výskytu prvotiiího jevu nedojde k vyřazeni žádného ze zbývajících čerpadel, což je v souladu s definicí prvotního jevu - že dojde k vjpadku jednoho č i dvou čerpadel, zatímco ostatní čerpadla zůstávaj í v provozuschopném stavu. Pravděpodobnost provozuschopnosti zbylých čerpadel, p ř í s l u š e j í c í počátku kritického intervalu, vypočteme t e dy pomocí modelu s respektováním oprav pro t « T., protože systém čerpadel byl, v případě potřeby, až do doby výskytu (íD^ počátečního jevu, opravován. Tato pravděpodobnost je dána vztahem ••=()

(4.11)

11 14 1 13 1977 si3r.<íi

(pomocí modelu be a oprav)

0 U 100 s

Jednotlivé varianty pravděpodobnosti

doba provozu t

^

IToninálni hladina výicoau; 1) Pravděpodobnost, že z oeti čerpadel přežijí alesoon. tři cerpaála 2) Pravděpodobnost, že ze čtyř čerpadel přežiji alespoň tři čerpadla ;^s 50 faní hladina výkona: 1) Pravděpodobnost, že ze tři čerpadel přežiji alespoň dvě čerpadla 2) Pravděpodobnost, že ze dvou čerpadel přežijí alespoň dvě čerpadla ., kde. ad 1) platí pro: Počáteční jev je. realizován výpač&eiA jediného čerpadla ad 2) plata pro: Počáteční jev je realizován výpadkem dvou čerpadtl Obr. 4.8

11 14 1 13 str.24 lede p. (SL)' je pravděpodobnost provozuschopnosti i-té ho Čerpadla v v čase. čase. t t = = 0^, T., přičemž kupř.: kupř.: i i s8,2,3,' 2,3,4,5,6 pro případ provozu ao. nominální výkonové hladině, kdy při počátečním jevu vypadlo čerpadlo % nebo i = 1,4 pro připad provozu na 50 %ni výkonové hladině (pracuji čerpadla 1,4,5 a 6), kdy při počátečním jevu doalo 1c výpadku čerpadel 5 a 6. Pravděpodobnost provozuschopnosti zbylých"ě del přislušejicí .i.:onci kritického intervalu je obr. 4.8).

(viz

Podmíněná pravděpodobnost Pg, že během 100 v t e ř i nového intervalu iicJojde k vj'padku nepřípustného počtu čerpadel, je dána podílen těchto okrajových pravdiipodob?

nosti.\ •

• •

•'

*"

£

(4.12)

Hledaná podmíněná pravděpodobnost výsl^^íu odpovídajícího doplňkového jevu je (4.13)

1 - P2 s 1 •s 4.4.4 Pravděpodobná doba výskytu havarijní situace

Ha základě saalosti pravděpodobné doby výskotu (T.) počátečního jevu a pravděpodobnosti výskytu^ p ř i slušného doplňkového jevu (q. D i ), Mžeme spočítal; pravděpodobnou dobu výskytu havarijní situace iniciované počátečnín. Jeveiu. Je-li kupř.: i\ = 1 rok

11 14 1 13 1977 sú-r.25 = 10" pot pin k havarijní s i t u a c i v důsledku uvedeného počátečního jevu dojde přibližně jedenkráte- za ICr rolců. Pravděpodobná doba výskytu havarijní situace, i n i ciované l^týin počatečníva jeveá, je •E ,

B

-A-

(4.14)

Obdobně postupujeme pxi výpočtu dalších a l t e r n a t i v vzniku havarijní situace. Známe*-li pravděpodobná doby výslíytu havarijní s i tuace v,důsledku vaecii jednotlivých v,Túvahu prichazGjícicEjvstuploích jevů, lze pro próvoa na určité výkonové ala dine jednoduše spočítat výslednou pravděpodobnou, dobu výskytu:havarijní situace. S ohledem na skutečnost,' že jednotlivé počáteční áevy jsou jevy vzájemně se vylučující, je výsledná pravděpodobná doba výskytu havarijní situace dána vztahem • , _ •. 4 1 L : (4.15) h celk n 1 E

hi

kde

. . . pravděpodobná doba výskytu havarijní situace v důsledku i-tého počátečního jevu

í n

celkový počet v úvahu přicházejících počátečních jevů na příslušné výkonové hladině ..

4.5 Výsl edky výgočtu Výsledky provedeného spolehBsrostniho výpočtu pro jednotlivé režimy jsou uvedenýv následujících tabulkách 4.2, 4.3 a 4.4. .

"i

Nominální hlc.dina výkonu Počáteční jev

^ Pravdu-'očiobu o s t v ý skytu, ó • ; ••< jevu

fiifcrná dolaa výsotu (Ti) počátečního ievu

C-] = 1 , 6 8 . 1 0,-6

výpadek i. čerp.

T-

= 10 453

výt>?.dek 2. čerp.

To

= 10 783

k 3. čerp.

T,

= 10

výpadek '4-. čerp.

38BŽIM 1.

'.ú^ *

výpadek 5. čerp.

qD2

x't-.TJierná doba výkytu ('JP^)ithavari s i iuace ^.niciované pčí s luíi i Jpoč át ečníjn jevem pí] = 6,222.10'

= 1,70.10" = 1,70.10"

1 0 453

= " 1 0 783

qD5

= 10 7 8 3

q

= 1,68.10

-6

= 6,222.10'

= 1,70.10,-6

= 6,342.10^

5 6 _ = V70'!0

= 6,342.10-

1>_ = 958 065

,-6 qTOx = 2,3.10'

-,11

i

q D 5 6 = 2,3.10',-6

= 4,165.10,11

výpadek 6. čerp.

T-6

výp. čerp. 2 a 3 výp. čerp. 5 a 6

= 958 065

h celk

°

vO

00 Ci"'

Tab. 4.2

CTI

1

'" li

-

*

' ' ll*TgB^^i

' * "*

""Hl'l

• '• '.

'•- 1

If

------

j

50 %ní hladin.?, výkonu Průměrná doba výskytu (T i ) počátečního

Pravděpodobnost výskytu 'i odpovídajícího do plničcí vého jevu •-

výpadelc 1. čerp.

^

= 10 424,6

q,^

= 1,4586.10" 6

výpadek 4. čerp.

Tjj/ = 10 424,6

<1D4

= 1,45OG.1O" 6

T5

= 10 424,._6

q^

= 1,5042.10" 6

Tg

= 10 424,6

qD6

=1,5042.1O"6

Počáteční

jev

jevu • •

_

I

výpadelc 5 • čerp. výpadelc 6. čerp.

I Í

výp. čerp. 1 a 4 výp. čerp. 5 a 6

.

• T ^ - 890 550 T

56 -

6 ? 6

5

'19

Průměrná dolid výalqrtu C^lii) "^avarij. situace : | Iniciované přísiušn^iit pocáteč. jevem [Hj T

ii1

=

7»1'!tóO1-1o9

i-'-

--

9

T^

= 6,93033.109

^ 1 4 = 5.6432.10- 6

^33.14

=

«lD56 = 5,6562.10" 6

5 ? h 5 6 = 1,19SO6.1O 1 1

1

» 5777^.1011

^cell^^OC K)rolcá

• Tab. 4.3

í

'

<3

f ••,.

.»•_

•':"<>

• ' ! '

1 ••--VJl

ií •Í"'Í

' ;H'

i RSŽIM 3

řlominální hladina vy. Počáteční jev

,:;t if

q.D1

výpadek 2. čerp.

=10

výpadek 3. čerp.

=

10 783

= 1,763.10"

=

10 783

= 1,738.10 -

= 6,20425.1O5

výpadek 5. čerp.

=

10-783

6 = 1,736.10'*"

= 6,2114.105'

výpadek 6. čerp.

*

10 783

6 = 1,730,10~

výp. čerp. 1 a 4

= 718 360

= 2,353.10"

výp. čerp. 2 a 3

= 957 560í\.

= 2,41.10~

výp. čerp. 5 a 6

= 3 1 1 320

=•2,332.1O" 6

6

•••s 1 , 7 6 3 . 1 0 ""

783

L

6

=^ 6^,11627;.*10'

"~ ct

h. celk

= 116 000 roků.

Tab. ifl'

B 1,738.10-

=

T4

10 783

Průměrná ÚOXSSL* V~J~ skytu f (Tp.):' haV3xi j . situace inicióvalié p í í c l ušným! 'oócaťeč. jevem' • ' •.;' paj -

výpadek 1. čerp.

výpadek 4. čerp.

li

Pravděpodobnost výskytu odpovídajícího doplňkového jevu

Průměrná doba výskytu (Ti) počáte onxho jevu

ro VM

Co

4.4

11 14 1 13 1977 str.29 V tabulkách jsou vždy dve dony; a) jednotlivé v úvahu přicházející pocite ční jevy, r e a l i zované s aaostatiýmí; výpadky/jednotlivých čerpadel, nebo okaašitýoivýpadky dvou čerpadel b) pravděpodobné doby výskytu jednotlivých, počátečních jevů. ' \ o) pravděpodobnosti výskytu odpovídajících doplňkových jevu || d) pravděpodobné douy výskytu havarijní situace iniciované příslušnými počátečními.-1 jevy e) výsledná pravděpodobiaá doba výskytu havarijní

situace

DiskuOs yPravděpodobnost výpadku j e d n o t n ý c h čerpadel je • určována zejména vlastní mechanickou poruchou čerpadla., j e j í ž pravděpodobnost výskytu byla avasována přibližně o řád větší než je pravděpodobnost poruchy čerpadla způsobená ztrátou napětí. Pro mechanickou poruchu čerpadla byla zvolena průměrná doba výskytu- T = 1 rok a průměrná doba opravy T = 80 hodin. '% Přes relativně velkou pravděpodobnost výpadku každého z Čerpadel je celková spolehlivost prošetřovaného systému dochlazování reaktoru V 1 velni dobrá. : Je tomu talc "jistě proto, že k vzniku havarijní s i tuace je zapotřebí výpadku poměrně většího počtu č erpadel (na nouinó.lni hladině výkonu musí dojít k výpadku 'alespoň čtyř čerpadel, na 50 ?5ní hladině výkonu musí dojít k vý-" padku alespoň t ř í čerpadel), který navíc musí být r e a l i zován běaesi velice krátkého časového intervalu 100 s. Lze tedy konstatovat, že příznivý spole.lilivostní výsledek vychází v důsledku zvláštního charakteru havarijní situace. Je viialc třeba znovu připomenout, že přesnost výsledku do značné míry závidí na vstupních datech. Jak už bylo

11 14 1 iiO řečeno, nejsou hodnověrné spolehlivostni ciiareicte r i s t i ky jednotlivých prvlsčt k dispozici a proto tyly vstupní hodnoty-pravděpodobnosti převzaty z l i t e r a t u r y a v některých případech "óyiy ••„.; -•ícJ.aúě analogie odhadnuty. Porovsejne nejíi-ve.yýsleclky režimů 1 a 3, kdy systém pracuje na noai.ae.lni'hladině výkonu.

F

Je třeba zdůvodnit proč při režimu 3 ;-jevypočtená spolehlivost jen nepatrná nižší nea p ř i reiJiiuu 1, přeato2e v dualedku vyřaaexií j edn oho z gene r át orů via stn í spotřeby musí být'..y .rciiiáu 3 čerpadla 1 a 4 napájena společně z jediné sběrnice a. Počáteční jevy u režimu 3 budou proto, ve srovnání s režimem 1, rozšířeny o možnost společného výpadku čerpadel 1 a 4 v důsledku atráty xiapěti na aminené s b á r n i o í a . Pravděpodobnost výskytu společného výpadku dvou čerpadel je však, ve sorvnání s pravděpodobností výskytu výpadku samotného čerpadla, velmi malá a nemůže způsobit výraznější zhoršení spolehlivosti reaiinu~3 v e srovnáni s režimem 1. Protoae navíc jsou pravděpodobnos t i výpadku sanotnýčh čerpadel a pravděpodobnosti výskytu odpovídajících doplňkových jevů p ř i ořovozu v r e ž i mech 1 a 3 srovnátelnéj.je podobnost výsledků pro uvedené režimy zdůvodnitclná. Průměrná doba výskytu bavarijní situace p ř i provozu v režimu 2 je táueř dvojnásobná než při.provozu v r e žimu 1 reap. 3« V režimu 2 jsou pravděpodobnosti výpadku samotných čerpadel a pravděpodobnosti výskytu odpovídajících doplňkových jevů srovnatelné s týmiž charalci;eristikami při provozu v rešinech 1 a 3. Rovněž pravděpodobnosti výskytu společného výpi.dku dvou čerpadel jsou, ve srovnán í s pravděpodobností výskytu výpadku aanofeiého čerpadla opět velmi malé.

'*

-

-

"

11 1* 1 13 197? str.31

OelkoveT spolehlivost je tedy, obdobně jako v re8inu 3, určována mošnostoi výpadku s&motných čerpadel. tože-1 pravděpodobnost výpadku samotných čerpadel i pravděpodobnosti výskytu.- px-íslušuých doplňkových jevů jsou při provosu ve všech, režimech, srovnatelné, jsou ve vaacn režimech nutně srovnatelné i pravděpodobné doby výskytu havarijní situace iniciované výpadkem samotného čerpadla.'.

r

0'.výsledné spolehlivosti -jednotlivých režimů rozhoduje tedy celkový počet možnosti výpadku .jednotlivých čerpadel. Zatímco, při provozu v režimu-1 -a .3-je taciito možnosti šest (šest čerpadel v^rovozu), při provozu . v"režii-rau 2~ jsou pouze čtyři aovlhosti výpadku samotného čerpadla ( č t y i i čerpadla v provosu). Vyšši spolehlivost při provozu v režimu 2 než p ř i provozu v režimech 1 a 3 je timto odůvodnitelná, • SPaBSEErTOBTHÍ..iIIALť2A, KAEÍJlSffl 6 kV SBĚRNIG SYSÍÉMU

íTapájeni 6 kV havarijních spotřebičů a sběrnic z a j i š t ě ného napájeni 0,4 kVse v systému v l a s t n i spotřeby e l e k t r á r ny V 1 provádí ze 6 kV sběrnic 1d a 2d (viz obr. 3.1)• Těmto sběrnicím je proto přikládán zvláštní význam a jejich napájení je zajišťováno ze t ř í zdrojů. Hodnost napájení sbernic z více Edrojů má však za následek s l o s i t ě j š i zapojení i ovládání elektrického schématu.' Cílera spolehlivostní analýzy je<. proto stanovit, a to i číselně, na záůlaáě dostupných anolehlivostních údajů, pravděpodobnost selliáni daného elektrického schématu. 5.1 P o p i s s c h e m t u a jeho f unkoe

.,

Zapojeni 6 kV sběrnic 1d a 2á do systému v l a s t n í spotřeby elektrárny je patrné z obr, 3 . 1 . V kapitole 3

11 1

1 15

11977 byly v rámci popisu celého systému vlastní spotřeby uvedeny rovněž základní údaje o těchto sběrnicích, které:'y- •fómto" odstavci-; shrneme, a doplníme. Všechny údaje jssae čerpali z L [8}, L [2] a L [9]. 6 kV sběrnice 1d a 2a systému zajištěrého .napájení r jsou dimenzovány a sapojehy .tak, že k splnění jejich funkce postačí, aby. alespoň jedna z nich byla pod napětím. ' '.. ;, y '.' " .'-.. . -;'' . " •'',./• • • . Struktura zapojani sběrnice 1d-v systému vlastní spotřeby je totožná se zai^ojením sběrnice 2d« V dalším je proto popsáno zapojení pro sběrnici 1d, přičemž údaje v aávorkách se vztaiiuýí na sběrnici 2<3. Sběrnici 1d (2d) lze napájet z těchto zdrojů: a) --racovního - z transformátoru vlastní spotřeby T 11 (T 12) ' !T b) rezervního - s transformátoru T1R přes sběrnici A (B) c) havarijního - z^dieselr;enerátorů DG 1 (DG 2) nebo DG 5 (tento dieselgenerátor lze použít pro jednu nebo druhou sběrnici) 3a normálních provozních podmínek je sběrnice 1d (2d) napájena pro střednictvÍH 6 kY přípojnice 1b (2b) přes vypínač V 14 (V 24) a podélný odpojovač Sdb 1 (Sdb 2) z trafa vlastní spotřeby T 11 (T 12). Eři ztrátě nápájciií z pracovního zdroje se autoaaticky přechází na využití rezervního zdroje, je-li tento k dispozici; přitom se uejprve odpoji pracovní zdroj vypinačeai V 14 (V 24), nebo, v případe zkratu na sběrnici 1b (2T>), odpojovačeiu Sdb1 (Sdb2) a pak se provede zapnutí na rezervní sběrnici A (B) vypínačem V 11 (V 21). Autojaatický záskok rezervního zdroje je blokován při zkratu na sběrnici 1d (2d)-, aale tehdy není-li napětí na rezervní sběrnici A (B) a rovněž v případě, že se neprovede odpojen i praoovního zdroje.

^

<4

11 14 1 13 1977 str.33

K využití havarijního zdroje, dieselgenerátorů DG 1 (DG 2) resp. DG 3, do óde teprve tehdy, j e - l i ohrožena funíce© sběinic 1d a 2d v systému v l a s t n i spotřeby, t j . z t r a t i - l i obě současně napájení a obou předchozích zdrojů. Připíojení DG 1 (DG 2) se provede automatem připojení, a. to tak, že se nejurye odpojí vypínač ¥ 1T (V 21), b y l - l i ice sběrnici připojen rezervpi zdroj, nebo odpojovač Sdb 1 (Sdb 2 ) , by1-li připojen pracovní adroj, a pak se připojí V 1? (V 2?). : Při-pojoai náhradního dieselgenerátoru DG 3 ae provede rovněž autoi;i3:ticky prea vypínač V 18 nebo V 28 na jeáau z obou "'•sbeřnic', a to podle předvolby v .automatu připojeni DG3« Tcuio O enerátor pale pracuje na sběrnici paralelně s přísluÍ3xii'~J.'pracovním,DG. Dojda-li p ř i s t a r t u lc selháni některého pracovního DG, připojí se DG 3 autouatiolsymisto nenastarcovavšiho DG, a. t o boz ohledu na předvolbu v automatu yřipojení. Vypadne-li však pracovní DG během ustáleného provozu, když předtím všechny DG nastartovaly a připojily se, DG 3 se j i ž nepřepojuje a zů-. stává trvalek připojen na předvolenou sběrnici. Připojení diesclsanerátorů je blokováno :.iři z!a?atu na sběrnici 1d (2d) a v případě, že se neprovede odpojeni rezervního zdroje vypínačem V 11 (V 21) nsbo odpojení odpojovače Sdb 1 (Sdb 2). DG 3 smí být zapojen pouze na jednu sběrnici. Definice nebezpečno poruchy i Z uvedeného vyply'/a, že k požadovanému plnění funkce systému zajištěného A-ipájení je zapotřebí, aby pyla pod napětím alespoň jedna z .6 kV sběrnic 1d nebo 2d. Poruchu lze tečý definovat t a k t o : i;

Nebezpečná porucha 6 kV systému zajištěného napájení nastane, dojde-li 1: současné t r v a l é ztrátě napětí na obou sběrnicích 1d i 2d.

11 14 1 15 1977 5.5 Stroia poruch

'

-.

•

- Spolehlivost ni analýza je provedena iiomooi stromu. ,; poruch(obr. 5.1 - 5«5)> ~*erý byl sestaven, na záidadě popisu zapojení a íunlcce S W, systému zajištěného ''nap á j e n i , •.••"-:->r , ; ;",/', '-•, •>/'; ••.', , -

r

<• -Na o b r / 5 . 1 j e aotOadai strom poruch, Z ašho 5e pa- „ t r n e , ae ke z t r á t ě napě t i na 'sběrnici ů dojde /bu5 n á slodlcém zteatu, na^o p ř i z t r á t ě napájeni, a to 3Óučasně ze všeca zdrojů, ; "' „ . ! Na o t r . 5.2 - 5.5 jsou d i l č i stromy poruch pro zkrat a pro s t r a t u napajeni z jednotlivých zdrojů. P r o t o ž e s t r u k t u r a zapojení obou abárnic j e totožná, jsou i "tyto . d i l č i stromy poruoh totoané* Z tohoto důvodu "byly nakresleny pouze d i l č i Surový pro větev 1d; údaje v závorkách plat i pro větev 2d.

/'/."'•'•''-• '••'•• '-

••

Na obr, 5»2 j e iwoáen strom poruch pro Ztrátu .napájení z pracovního adrojeý. Na.obr. 5.5 je uveden strom poruch pro " Zkrat " . N a oor. 5.4 j e strom poruch pro " z t r á t u napájeni z rezervního zdroje . N a obr. 5.5 jo strom poruch pro ..Ztrátu napájeni z hc.varijniho zdroje . 5.4 Výsledky výpočtu a jejich oiskuSe Pro výpočet, který byl proveden na číslicovém, pocit a č i pomoci progriiau ZÁVI, byl vzhledem k charalíteru činnosti prošetřovaného systému použit model s opravami., Spolehlivostni vstupní údaje jsou shrnuty v tabulce 4 . 1 . Jak j i ž bylo řečeno v předchozí kapitole, j e třeba tato ••• data, jakož i konkrétní číselné výsledky, brát s určitou reservou. . (ř - •-. Výpočty proto byly aaněřeny tak, aby bylo vaožno porovnat vliv. některých základních komponent na výslednou pravděpodobnost poruchy. Za tím účelem byly provedeny -• č t y ř i varianty výpočtů, a to pro:

•í i í'

- 1;

li'

)_._

i ť

11 14 1 13 197? str,35 a) základní sciiéma b) trvale neni k dispozici rezervní zárój - 220 kV z el. A 1 c) trvale není 3c dispozici rezervní DG 3 d) kombinaci případů ad, b a c . Výsledky Jsou shrnuty v tabulce 5 . 1 . Tabulka 5.1 Varianta - popis Základní schéma Sohéaa "bez rosérvoího jjgroje 220 _kV a el., A _

9.7.10" 8 -r 2,68.10~ S

6,5.10 6

Schéma bez rezervního DG 3

1.88.10" 7

6,O7.1O7

Schéma ba z 220 kV z e l , A 1 i DG 3 •-

3.6.10" 5

5.O5.1O5

Z tabulky je patrné, že spolehlivost první varianty je VGIUÍ dobrá (%= 5,65 . 10 8 h). Osiataé tento výsledek se vzhledeia 1: rozsahu zálohováni zdrojů 6 kV systému zajištěného napájení dal očekávat. Jakaile je však trvale nebo dlouhodobě vyřazen některý ze záložních zdrojů (rezervní, havarijní nebo oba) dochází k ooklesu spolehlivosti - ten je výrazný zejména pro variantu 2 (o dva řády) a variantu 4 (o t ř i řády) tak, že její výsledná hodnota již není z pezpečnostního hlediska tak příznivá. V obou uvedených případech je výsledek ovlivněn hlavně výpadkem rezervního zdroje 220 kV z elektrárny A 1.

11 14- 1 13 1977 str,36 6. POUŽIJÍ POČÍTAČE TÍil VÍPOČTU SiHOkU PORUCH Koniccétni čisc-lné výpočty pro sestavené,- oo;wruě roz"sáhlé stroiay porucli byly provádtíivy na počit.ť : ci. 2a t i a účeicTii byl sestaven a odladěn prograia, i t e r ý ze žádaného popisu stromu ooruch la, so spolehlivostních c h a r a k t e r i s t i k vstupních ďilčich poruch určí spolehlivostni charakteri štiky ^cel-* Ira. řTa r o z d i l o d dósu!.v;.uyc.h jiných, dbáobuě zai'asrenych prosraiíjú, vjfuživá tento pzosraiaínovéj .z hlediska spotřeby strojjniho času velni etelctivni metody, navržená v r . 1975 Béaaattsem pí 1 2 ] . V náaLcdujioi čéisti bude isopsána podstata nové metody a podán stručný n é s t i n realiaace t é t o metody aa p o c i t a č i . 6.1 Obecně o aetodž scyoiiiu^poruoh^ : Mějsie nii^aliý lauilcrétni systém, jenž lze rozloait na podsystémy se 'znánýni spolehlivostnimi charc.lcberištikami. . Spolehlivostiii wiialýsa prováděná metodou s t r o s u poruch sestává ae dvou ia^olcu.- ze sestaveni stromu poruch a z vypočtu celkové x)ravděpodobnosti poruchy č i dalsicli spolehlivostaich -^.r^ňetrů.-na náklade sestaveného strorau poruch. r V ppvnín Icvolcu se nejprve specifikuje, který stav systénu jalío ceVoi buéene vyiietřovat (např. lu havárii múze d o j i t současný:! výpadkem čtyř čerpadel ae ^ tedy jiným slovy, určiae vrcholnou událost, xinálni \ jev. Poté náslecu.jfe v l a s t n i analýza, My se xla základě obecné probleisa'.'.ilry s. z n a l o s t i konkrétniho technologického schématu určuje, které d i l č i události či poruchy by mohly Ts. vrchol-aé události v é s t . I d i l č i události obecně mohou vzniknout různými-cestami, problém se dále rozvětvuje (přiČessz některé jevy, např. výpadek sdrojů napěti S3 mohou vyskytovat viceicrát, v různých vutvich), aš se dojde na úroveň, Irly je f i n á l n í jev rozlošen ne. u r č i t é kombinace navsárjea nezávislých dilčich jevů, jejichž pravděpodobnost výskytu je znána. Tyto nezávislé d í l č í

11 14 1 13 1977 str.37 jevy budeme nazývat £rjnnárnínájevy (primární poruchy).

Grafické aobraaeni toho, -jakýsi apůsoby se přiuárni jevy (poruchy) musí kombinovat, s."oý vznikl jev vrcholný, se nazývá strom poruch. Spojías~li s výskytem f i n á l ního jsvu logickou promeonou Xss ^ výskyty jednotíivých primárních jevů logické .pr pneuaéí X., i = 1,..,,n, tedo n ;je počet priiuárnich. jevů, přičemž lo^icltá proměnná bude nabývat Uodiioty 1 Si 0 počllo toho, zda se v jistém okaoiiiku. příslušný jev vysl-sytuje či ne, pale lsc ř i c i , ae strora UJOrucii .je vlastně definicí logické funíceu (Booleovské funicce) _ (6.1) Druhýra krokem analýzy pak bude u r č i t pravděpodobnost výskytu finálního jevu q , známe-li pravděpodobnosti výskytu jedaotlivých priaárnich jevů q ^ i = 1 n a víae-li ze sestaveného stromu poruch, které kombinace p r i márních :jevů siohou f i n á l n í jev způsobit. Tedy, v druhém kroku analýzy je třeba, n a j í t a v.yčislit -; ^2.'•••>%}

(6.2)

toho dosáhnout, sniž by bylo nutno uvažovat všech 2 možných kombinací výskytu či absence jednotlivých primárních jevů, nebo aniž by bylo nutno postupně procházel; stroaein poruch a bezprostředně aplikovat vzorce pro pravděpodobnost průniku, sjednocení či doplňku jevu, bude popsáno v následujícím odstavci. n

6.2 Použitý i algoritmus _výpočtu Jakoukoli Booleovskou funkci lze vyjádřit pomocí operací * (logický součet, logické '"líEBo", " O R " ) , . ( l o gický součin, logické ' V , "AHD") a pomocí doplňku (negace, inverze, koaplement; ozn. vodorovným pruhem

TI

-H 1 1J

197? str.38 ruid logickou prouomou. ci výrazam).

„ '

ÍOaleto vyjádřenou logickou funkci pak lise sa pomoci pravidel Booleovy al^e..ry převést na logiQKy součet logických součinu, přičemž v jednotlivých sčítancích se budou jako č i i i i ^ l é vyskytovat u r č i t é proaemé s arguoqntů logické ::unlcce, a to buS přímo anouo v n.ěKapří ]slad: 1

Z = ZCA.B.O.D.B) = A(BC + (ETTJ)) - ABC + AUE;: (6.3)

Princip metody pak tkvi ve využiti. poučky, lie pravděpodobnost vaájeraae se vylučujících jevů. je rovna prostému algebraiclcéau součtu pravděpodobnosti těch.to jevů. Stromem porucli definovaná logická funkce (6.1) se převede na součet součinů, a ten se modifikuje na součet vzájemně se ^lučujicich^součinů. Hyni už je pravděpodobnostní interpretace logické funkce snadná. Abychom získali vatah (6.2) stačí do faodifikací vzniklé formy dosadit narácto logických proměnných Xi přímo hodnoty pravděpodobností q. odpovídajících primárních jevů, resp. jejich negací a operace součet a součin chápat č i s t ě algebraicky. Vzhledem k to KU, že jednotlivé primární jevy jsou navzájem nezávislé, tak se dva obecné logické součiny odpovídajících logických proměnných (resp. jejich negací) budou vylučovat jen tehdy, j e s t l i ž e existuje aspoň jedna proměnná, jer, se v jednom ze součinů vyskytuje příno a v druhém v negaci. ,Í'J'I===== Pro získání vzájemné se vylučujících součinů je v £L 12J uveden následující postup. Jsou-li T. a T. dva součiny logických proměnných a skládá-li se anoiiinový ,ro zdil T. \ T. proměnných T. a proměnných T. z protuěn/iých

11 14- 1 15

{ ^

2 3

4 }, :?--= součet ^ + T^ lze rozvinout

na součet'vaájemaě: ue •vylučujících součinů taktos

(6.4)

r

Například pro funkci zadanou vztahem (6.3) je nr-Oiiinový ;x>zčlil proměnných obsazených v prvním a v druhém součinu roven (6.5) protože první součin aá,° druhým společnou jen proměnnou A. Tedy "dle (6.4) JG Z s ABO + AUE5 = ABG +

(6.6)

m ve výsledlcu dostali součet co nejmenšího počtu sčítanců, seřadíme s i součet součinů podle vzrůstajícího počtu č i n i t e l ů v součinech (obecně je totiž S.\T. různé od T.\S,). Počínaje součinem s nejmenším počtem č i n i t e l ů , tzn, prvníu zleva, porovnáváme kaadý součin 3?ostupně se všemi součiny l e ž í c í m více vpravo. Netvoř i - l i některé součií^ vzájenne se vylučující pár, pak aplikujeme (6.4), příslušný více vpravo l e a í c í součin rozvineme a nově vanikle součiny umístíme podle poctu č i n i t e l ů tak, aby/byla zachována rostoucí posloupnost počtů. , Í1

Jestliže máme zajištěno, že součin první zleva tvoří a 1-terýmkoli z dalších součinů vzájemně se vylučující pár, přistoupíme Iz 'druhému součinu a srovnáváno iao postupně se všemi součiny lssícími více vpravo, pal: t ř e t í součin atd. Tak mámo zajištěno, že se každý součin bude s libovolným jinýn vylučovat, takže můžeme místo logických

7

11 H I 1 197? otr.40 !

]•

pronSanyoh -ao^-.v.iVj ^r: •r.'-ir.;.: ioi pravdopoGobnosti. Například (pro jednoduchost bez přerovnáváhi poule poč; tu č i n i t e l ů v souciiiecli) . ,= ; , , , ABO + ABE * ME es ABO + (ÁBlS + ADEB<3) + (HIKL * KLKAS + + HHCAB$) - ABC + AHEB + ADEBS + HIjS + (HIÍCáSB + HIKAID ; + EEKAB^ B ABO H- AD^ff + AJ>Í®C'+ KEKS + IHIUSB •+ HIKASDÍS '+' (HIEABSB +'HÍKABW) "a ABO + ADSB S+ ABDI^ + HIKl + • • { ABUSS + AKKQ2S2 ••+ ABKlOT + ABDHEK3E ^ (6.7) Dalším výsaaronýsi rysea.procesu modifikace, v tomto jednoduchém;přikladu 'aeilustrovaným, je ox-íťbšsué. odstraňováni redundantních sčítanců. J e s t l i ž e se dva srovnávané logické součiny navzájem nevylučuji a přitom je •množinový rozdíl oroaiěnnýcii prvého a druhého součinu prázdný, pak je druhý sčítanec (ten s větším počtem č i n i t e l ů ) redundantní a je hned se součtu odstraněn. Eady, laáuve-li logickou funkci (6.1) ve íormě l o g i c kého součtu 3oučinů, už víme jak získat -její pravděpodobnostní i n t e r p r e t a c i ( 6 . 2 ) . Nyní k otázce, jak získat formu součtu součinů z popisu topologie stromu poruch, V pí 12} ja navršeno převést nejprve zadání stromu poruch do jiného formalismu, a aice popsat stron poruch pomocí t a v . reverzní polské notace (RPET) a pak je uveden algoritmus, který takto popsaný strom poruch převede na redukovaný, téměř mininální součet součinů. REN se využívá proto, že se tímto způsobem jednodušeji programuje správné procházení stroiaeiu poruch. Topologie stromu poruch se t o t i ž v tomto fortal ismu .zachytí velmi snadno. , RPřT je fomalismus nepoužívající závorek ani rovnítek, protože je nepotřebuje. Výraz v RÍN se probírá postupně, zleva doprava, přičemž narasísie-li na operand

11 14 1 13 1977 str,41 (tj« konstanta, px-uuUiiLÚ nebo výraz), zapamatuj cue s i ho v pomocné paraě !;i s organizací typu poslední dovnitř - p r v ý ven. (tav. zásobníková pauét, stack aeaory), narazime-li na operátor o p e r u j í c í n a k operandech, vyvoláme a paiašti k posledno vložených operandů, provedeme naznačenou operaci • ,> těmito op-sra^dy a .výsledek operace uložíme áo paltneti jsu:o jeden operand, nauiisto oněch k, vyvolaných ven. Kuyší prbvederae poslední operaci (výraz v l H f leončí vždy operátorem), sískáíae v zásobníkové pa. měti jediný operand," a to hledaný celJrový výsledek. Abychom mohli popis stromu poruch provést do RPN, utvoříme nejprvV toihovnu RHI'výrazů pro zálcLadní logické prvky. Každý prvek se vyjádří potaoci dvou aáldadních operátorů; operátoru logického součtu k -operandů, oan, OS(1E) a logického coucinu k operandů, ozn. A33D(]£). í; c Například: i : . součet dvou proměnných. Z = A + B = AB 0E(2) součin t ř í sproaěnných Z s A.B.C, = .ABC AHD(3) prvek "2 ze Ý Z = AB + AC -r BC = AB AI!D(2) AC Aím(2) BC AND(2) 0R(3)

=

f

Pro negaci není zaveden žádný speciální operátor, negace se a operandu vytvoří pomocí de Morganových zákonů, t j , nenegovane proměnno se nahradí negovanými a naopak, a dá le, operátory součtu ae nahradí operátory součinu a naopak. Například: negace negace negace negace

jednoduché proněnné Z = (X) = A* součtu 2 proměnných Z = Á + "B = I S AND(2) součinu 3 proměnných Z = ÁVB.C = 3SSS OR(3)-" prvl^i "2 ze 3" Z = I S 0R(2) SC 0H(2) BD 05(2) AHD(3) (6.9)

11 1

15

1977 Vstupem do pro^rarau je- zaclání stromu poručil ;?ociocí popisu jednotliv/cli logických prvku, z"hichš; je SÍTOCI s l o s e n , TJ každého ;;i-yku je-.-zadán název funicce prvku ( n a p ř . OH je součet,;JKV je inverze, 2 ze 3 je výběrový č l e n ) / d á l e jaónovýstupu^^^^ lo: označení "výš tu pni gické promšmié) a /jména všech vstupu prvku. Například uzávorkování ve vztahu ( 6 . 3 ) v l a s t n ě představuje připad i ediioducaélio stromu poruo^, .jenž l z e no zavedeni pomocných 11,11/0, P v zapsat apůsobea fujilcce - výstup - vstupy, t i z t o s c

-

A1TO-Z-Á> Pil .. 0H-M-N,0 AřTO-N-B.C INV-O-P

P ř i vyuvářeiai HPN výraau pro c e l ý S-POEI se z a č i n á ,, od ne^vyšsino prv^u. t j , od prvku, ^exioa v/stup\nenx vstupem žádnéiicr^jiného prvku. POMOCÍ - Knihovny ÉPH vyraaů utvoř i n e KEPT výraz pro t e n t o ne á v y š š í " p r v e k , a -Ěo.pon o c í základních operátorů a skutečných, vstupů tohoto prvku. Poté so postupně zkóuiaají všechny proaěnné oTDsa- ' zené v tomto výrazu, zda se jedná o t z v , primární v s t u py, t j . vstupy, jež nejsou výstupem z žádného logického prvku. ITarazi-li se na proměnnou, j e ž j e výstupem z n ě k t e r é h o prvku, itbvoří se pomocí knihovny BBí výraa p r o t e n t o prvek a umístí se namísto původní proaěnné. Když se tíiuto' způsobem probere c e l ý výraz, c e l ý postup se opalcujo od počátku pro nově vzniklý výraz. J s o u - l i v fePN výrazu, j i ž jen primární vstupy, převoS zadáni s t ř o a u poruch na HPH výraa j e hotov.

11 1'+ 1 13 15V7

CÓÍV^

Například pro stroa sadauý pomocí (6,10) se E?H výraz utvoří takto; = AM A NO 0Ř(2) s 'o A 30 ÁND(2 « ABC AE©(a)

OÍáC'2) AHD(2) s AHD(2) 0H(2) AHD(2)

(6.11)

Nyní se 's.RPN výrazem postupuje podle výše naaaaSenélio způsobu. Podstatným, rysem je, že .operaady ade otec-:_. né -,raa j i formu logi ck élio so úo tu s oučinů, Pro to na př. aoučia dvou operandů ;je obacaě součinem dvou logiclcých souo: tu součinů, tan. násooí se každý sčitaneo prvého součtu s ltaždýa sčitřjacen E Gruliěho součtu a výsledky so sečtou. Oproti násobeni jo ooueet dvou operandů jejicii prosté shrnuti do jediného opwandu. Při násobeni čivou operandů může dojit k UOIAU, že jsou uezi sebou vynásobeny dva navaájen se.vylučujicisoučiny, takže výsledlcera je logická nula. Takovéto nulové členy jsou aued pri násobeni odstraňovány. Je-li však celý součin dvou operandů nulový, pak záleží na-tou, zda následuje v HPN výrazu nějaký operátor součtu, jenž podle pravidla 0 + A - k nulu odstrani. Ifenásleduje-li, je nula i celkovýii výsleďlcen. Dalším význatanýa rysem algoritmu je, Se yo každé provedené operaci jsou a výsledného operandu vyřazovány redundantní Členy. ITa keždý vzniklý součet součinů jsou aplikována následující bři absorpční pravidla: pravidlo č. "1 "s + x = x pravidlo č. 2 x + xy = 3£ pravidlo č. 3 xy + xy = speciální případ y ' + y c iI

(6.12) (6.15) (6.14) (S.15)

přičemž x a y jsou obecně součiny několika proaěnných. Tímto způsobem se počet sčítanců ve výslednén součtu součinů významně redukuje.

]. 1

11 14 1 13 1977 str.44 Podobně, jaJ.:o u násob ani uohla být výsledková operace logická nula,;~de při sčítáni by se mohlo stát, že nýsledkem je loe,ic:,;á jednička. Pak by záleželo na tom, ada bude následovat aejaky operátor součinu, acnž by podle ocavidla I.AsA. -jedničku odstranil. ,? 6,3 Náalgta realigace 3.1c;oritgu qa počitaži Byl sestaven Í. odladěn program ZAVI, který uvedený algoritmus realizuje. Program je psán v jasyce FORTRAN (Extended FORTRAN 1900)-pro počítač ODRA 1305. Vstupem do programu je s'cj:-o..t poruch zadaný pomocí popisu vstupů, výstupu a funkce je duotlivých logických prvků' stromu, a dále číselné hodnoty spolehlivostničh charaictcristik, Z předchozího odstavce je patrné, že je třeba realizovat logické operace aezi logickými výra.zy ve foruiě součtů součinů. Y programu je využito vedlejšího efektu EQRERANských logických funkci "OR" a ''ABU)", využívá se toho, že tjto základní operace jsou prováděny na všechny bity slova. "Taicto je možno po vytvoření poaocné tabulky slovs jfcž aají nenulový vždy jen určitý bit, jednoduše vybraný bit testovat (funkce 'AUD ) nebo nastavit (funkce OR ) . " Každé priaarní vstupní logické prociěnná je přiřazen určitý bit v určitém slově. Předpokládejme nyní pro jednoduchost, že ^rinárních vstupů je nejvýše tolik, kolik bitů má jedno slovo. Pak využití dvou slov uuosní jednoduše zobrazit libovolný součin vstupnicli logických prouěnných: je-li určitá pronenná přítomna v součinu jako činitel v nanegoveném tvaru, nastaví se příslušný bit prvého slova dvojice na jedničku a týa bit u druhého slova na nulu, jo-li proměnná přítomna v součinu v negovaném tvaru, nastaví se bity naopak, a není-li přitoana jako činitel vůbec, budou příslušné bity obou slov vynulovány.

I "

i i -14 i i ; 1977 str.45

Vynásobení avou balruo apbrasoných součinů se provede pornooi operaco OR , a to první slova dvojic mezi se« tou a podobati drulv'. slova dvojic, Výsledek se --potom testuje na nulovost. Příznakem logické auly je, .7,o alespoň u jedné vstupní ,>xo..3i:uaé ne příslušný "bit v obou slovech výsledku jedaiclcový, tan.Sjedná se o soucia proměnné se svou vlastní ne^o.cl. Tese se provede talc, 2Q na první a druhé slovo výsledku se provede A ' ND a ajisčuje, zda (yanikae nenulová slovo. Jestliže ano, vj-slcdél; se odstraní; Je-li však celý součin dvou součtů součinů-nulový, je jako výslede..;; nčsobení uvou;operandů -proeranea dosazená, nula, letorá a důvodů snadné identifikace ji,á jedaičliy ve všech bitech obou. slov výsledku. ~ Sčítání a e realizováno jako prostý soubrn takovýchto dvojic slov. Celé pracovní pole, v ns-is se provádějí logické operace, jo formálně rozděleno do civojic a Go pomocné tabulky defilující operandy se uldádá, leberou dvojicí pole operand aačiná a kolika dvojicemi jo reprezentován. Samotný součet k operandů probíhá jen shrnutím k posledně obsazených řáůků této pouocné tabulky. JKFa každý novu utvořený operand představovaný více jak jednou dvojicí slov jsou aplikována absorpční pravidla. Pravidlo č. 1 a 2, t j . vztahy (6,12) a (6.15) jsou realizována najednou, pomocí operace AUD , pravidlo č» 3» t j . vztahy (S.14-) a (6.15) zvláší, pomocí naprogramované operace none levívalence odpovídajících &i bitů dvou slov. Před zapoceoíu aplikace absorpčních pravidel se všechny dvojice ope^jadu uspořádají podle rostoucího počtu jedničkových bitů v dvojici jako^celku. Poté se každá dvojice porovnává postupně se.všemi "vyššlai". Jestliže je výsledek operace '"AUD" uskutečněné aa orvni slova dvou srovnávsmých dvojic totožný s prvnía slohem dvojice

11 14 1 15 1977 str„46 o nižším počtu jedničkových, bitů. a totéž platí i pro druhá-slova srovnávaných, dvojic, pak je dvojice o vyššín počtu 'vcdničVovýqh. "bitů" podle pravidla Č. 2, resp. č. 1 logicky redundantní a je olcaniiitě vyřazena. Nejsoul i splněny předchozí předpoklady, pak se provádí nonekvivalence prvých, slov raezi sebou'a totes' s druhýrai slovy. Získá-li se oběraa iionekvivaleaceai týž výsledek, jsou splněny předpoklady pravidla č. 2 a.-provede se-"lín)" mezi prvými slov? a nozi druhýroi slovy srovnávaných dvojic a výsledek se uloží v.ásto dvojice s nižším počtem jedničkových'bitů, a druhá srovnávaná dvojice se vyřadí. J e s t l i že je .výsledek jnenovaué operace 'AIÍD prvaí i druhé slovo složené se sáných nul, pale se jsáná o speciální případ dle (6.1-5) a necuísto celého operandu se uloží jediná dvojice představující programovou logickou jedničku, a to dvě nulová slovc. ' 7. Zpráva obsahuje výpočet spolehlivosti obvodu napájení vlastni spotřeby jaderné elektrárny V 1. Bezporuchová funkce tohoto obvodu je jednou z podmínek bezpečného provozu elektrárny. Pro obvod napájeni vlastni spotřeb. elektrárny ,V 1 maj í z hlediska jaderné bezpečnosti největší význam 6 kV sběrnice, které zajišíují energii pro hlavní cirkulační čerpadla, pro napáječky parógenerátoru, cirkulační čerpadla chladicí \\ vody, pro 0,4 kV sběrnice a pro další důležité spotřebiče. V Spolehlivostní analýza.obvodu napájení vlastní spotřeby byla rozdělena do dvou č á s t í . Analýza napájeni 6 kV sběraic, na n§ž jsou připojena hlavni cirkulační čerpadla, byla pojata včetně funkce těchto čerpadel, což umožnilo provést analýzu důležitého systému chlazení reaktoru. Touto analýzou se zabývá prvá část zprávy. Druhá část zprávy sleduje spolehlivost 6 Ičí sběrnic systému zajištěného napájení. Na tyto

11 14 1 15 1977 str.4? sbárnice jsou l&i:?Q$Q&y důležité havarijní systén aajišt^uáuo napájení 0,4 kV, •

-,,;

-• Pří." analýze systému dociilaa ování realc^oru se ukázalo, že prsa ppo&rae vy^ší- pravděpodobnost .výpadku každého z čerpadel, je pravděpodobnost -výskytu I'.:".varj "'ni situace velni níaká. Je touu talc proto, že ku vzniku.havarijní situace je zapotřebí výpadku vétsího poctu'•-•čerpadeli A který navíc musi "být realizován během velice i-ďátkělio časového intervalu 100 i . A právě tento zvláštní charakter nebeapečné poruchy způsobuje nalou pravděpodobuost výskytu tohoto ^evu a tím i prísuiivý spoíshlivostni výnlcdek. Spolehlivost je nejvyšší při režimu 2 (provoz na 50 f3 Ni), protože o výsledné spolehlivosti -jo dno tlivých' režiuiů. rozhoduje celkový počet moŠLioabí -výpadku jednotlivých Čo:.padel. A ty jsou při provozu v réaliau 2, kdy pracuji pouze 4 čerpadla, menši, než při provozu v rcšiuu 1 nebo 3, vis*y. pracuje 6 čerpadel. Hovněs vypočítaná spolehlivost napájení 6 kV, sběrnic systému-zajišitenóho ^napájení je v.elai dobrá. Tento' výsledek se dal přadpolcládati Jednak proto, ae"napájení sběrnic je zajišťováno as t ž í sdrojů, jednak proto, r2e k plnění funkce systááu zajiŠtiiného napájení postačí, aby b-jla.poď napětím alespož jsdna z 6 iťV sběrnic 1 d nebo 2 &, takže nebezpečná porucha nastává až v případě trvalé ztráty o.apětí na obou těchto sb .rnicich. Výpočty zaněřené na posouzení váhy rezervního a iuvarijiiího zdroje-jpazurjí, i c trvalý nebo dlouhodobý výpudek rezervniíio zdroje 220 W z elektrárny A 1 snižuje (o dva. až t ř i řády) spolehlivost systéau. 1

I přes nedostatek Iioct-ovOriiych sxjolchlivostních charal ;t e r i s t i k prvku, lze získané v^-slc^ky považovat za dostačujíoi pro vytvořeni aáaoru na spolehlivost prošetřovaného obvodu napájení vlastní spotřeby elclrtrárny V 1» V této souvis" je třciba připouenout, že eventuelní požadavek altcriin.tivr.ic> výpočtů „>řo různé vstupní hodnoty jo '-snadno realizovatelný.

O*.

;

. •'

11 14 1 13 " 1 9 7 7 atr.48

- Z his dis/;*. to'dil-zy spolehli v ostniho výpočtu spočívá správy ve zvládnutí výoočtu netypické přínos ^ r ^ ^ je vázán ua Iírátký.«časový interval.^J$yžíca]':a rozložt-ni pruběiia havarijní„^iťa^cc áo dvóú saníbstatnýca ;jevů auosnila vyre.;eaí táto úloiiy. S ob dobaýa problácseiu jsuc se dosud v Sadné l.l'Jemature' Novo vypracovaný počítačový probrán-"s výpočtu, vybháatgící ae strorau poručil spočívá v-yčevadeai jednotlivých Koiíoina.cí vstupních, poruch,: vedoucích 1c výsled né nebezpečno poruše, na jevy vaájermě se vylučující, Z kle 'distea časová náročnosti výpočtu-se zatin jo ví optimisticky," Uvaožnuje obecná využití..

r

••y

XI 14 1 13 2.977 Btv.m 8 . SBZS&M ZKR&333K PK.W^^ "'

"

..,

hlavni cirkulační čerpadlo

GVS* i , , . « . « / . . . . » generátor vlastni spotřeby AZS;

automatický záskok rezervního adro jo :

N. , ' . . . , . ,

, , jno.aovi"tý výkon

Pi,'r] •*•"• • • • • • středili doba bézpoíuchovélio yroyoaur;

^

,rJ},^pi,r] . . . . . . . . prs-vacipodobná^doba vysl^tiu ixavarijní ~'

\-„

T 4 fh] q

•• .

sitaac'0

'

středili doba opravy i..-.,." pravdepodobrio'st;;" ^

p, P

pr3.vdě;o|)dobaost

X Pi~ }

i n t e n z i t a poruch

'""

" '

'."• ' *•",

11 14 1 1\

197? str£$6 9 . SEZíIfiJI OBBáZEU A

Qbrázfey-í :t-

3.1 Provozní•rožta c, 1 - schema : vlastni apokreby^ 3.2 Provozní reaira č. vlastní spotřeby

. -•*.•-

^ \ ~

:

obraz ová.-'o'

- schena

3.3 Provozní reain c. 3 - schema( vlastni spotřeby 4.1 Výkon reaktoru a průtok chladivá při výpadku HGČ. = W 4.2 Tepioia^chůLaďiva na výstupu a reaktoru p ř i vypačlcu HCč 4;3 Strom poruch pro režim Č. 1 a 4 4.4 ŠtiOQ porucjh. .TO .režin č. 1 - . HOS 2, 3 a 5, 6 4.5 Stroa poruch ro režim č. H 4.6 Stroia poruch >ro režliu č. 3 4.7 Záečtnodusený střou poruch

str. 18

4.8 Pravděpodobnost doplňkového jevu

str. 23

5.1 Zákl&dnx stroa poruch napájeaí 6 kV sbernic zajištěného napájení 5.2 Strop poruch r>vo stratu napájení z pracovního zdroje 5«3 Stroa poruch pro skrat 5.4 Stroci poruch pro stratu napájeni z rezervního sqroje 5.5 Stroia poruch*p^o ztrátu napájení z. havari jniho s droj e

obrazová část

11 14 1 13 197? sor.51 Sabulky; 4.1 Vatu/pni spolehlivostni data

otraaová část

4.2 Výsledky 1, režim

atr. 26

4.3 Výsledky 2. režia

Btr. 2?

4.4 Výsledky 3. reain 5.1 Výsledky pro 6 kV su)ámioe zajištěného napaic;ii

stjv 28 r

etr. 35

11 14 1 13 197? str.52

Ъ 1

М. Borský: Bezpečnostní analysa obvodu napájeni v l a s t n i a? otře by JE; výzk, zpráva EGÚ c . 11 14 1 02 , 264, Ji 976

I 2

JE - V 1 Boliunice, Dodatek SPŘ lilavniuo výrobního bloku, EG?, arch, S, 12-6-17072, louten 1974

Ь 3

íDeclmiclcý orojakťAES V - 1 Bohunice v ČSSR, část IV, svaaei; 1, 'leploelekfc ropro je let Leningrad'1972

L 4

Konzultace a Ing. Sadilka z EGP Рз?апа, 1977

L5

?.Volcurlca:_ Spolehlivost silnoproudýcii schémat vlastni spotřeby parních alektrárco., I I . část, výzíc. zpráva SGÚ č. 120 1203, 1977

L 6

WISH - 1 4 0 0 , Appendix I I to Reactor Safety Study, Volume 2-, UBABG, srpsn 1974

Ii ?

A. B. Groea, A. J . Bourae: Reliability Technology London, 1572

I» Q

Prevádzl:ovs stavy e l . V 1j Popis a Iilavné zásady riešenia AZR -doplňky к projektu V 1, materiál zapuj Č Ý á EBO Jaslovské Bohunice

Ь 9

Sovětský prováděcí projekt DG stanice ШС — 20, výlcresy ESP

'

Ь 10 В. Kuliiík: Výakum spolehlivosti ř í d i c í c h systéniů. JE, zpráva EGtf č. 05 12 02 07, 1972

Л

Г

""* '

11 14 1 13 197? str.53 li 11

Sciudeeweiss W.; Zuverlassig keits-thěoii e, ^ i - Verlag, 1975

Ii;fl2

R. G.vBenneíjts: Ou «3IG Analysis of Fault Trees;; É T r a n s , on S o l i a M l i t y , YQL R-24, Ho 3, I |'j

*.

n

Pracovní etapa EGU č. 11 14 1 13 EPAPOVÍI ZPEiLVI o PE; Spolehlivostní analýza" "obvo-" du napájeni vlastní/spotřeby JE'—> V 1 11

•' •

•

/

if

:

'" ~''%

I

Gíleia oponovaxie zprávy byla spolehlivostní analýza • obvodu napájení vlastní spotřeby jaderné elei?íráray V 1, jehož bezporuchová i'tmkce je podmínkou be zděného provozu elektrárny. Analýza byla provedena z hlediska 6 kV sboraic, kterě zásobuji energií hlavní cirkulační-'Čerpadla,, napájecky parogeheráuoro-j cirkulační čerpadla chladicí vody, ^ 0,4 kV sběrnice i dalaí důležité spotřebiče a uají pro obvod napájení vl-ysíui spotřeby elektrárny V 1 S 'z hlediska::;; jaderné bezpečnosti, největší výzaata. S ohledem na důležitost systému docal&zování reaktoru V 1 byl původní plán prací rozšířen a spolchlivostaí výpocet 6 kV sběraic, napájejících hlavní cirlcíalačni čerpadla, byl pojat vČetiia funkce těchto čerpadel, taleže bylo aožno provést; spole;:divostní analýzu systému doclilazování jako celku. Tato analys:-, '-ie náplní prvé části správy, | Spolehlivost 6 kV sbt-riiic systánu zajištěného napájeni, [na než jsou připojeny důležité havarijní spotřebiče i systém zajištěného napájeni 0,4 kV, je řešena ve druhé části správy. Vypočtená spolehlivost systenu dochlazování reaktoru je vysoká (průměrná doba výskytu havarijní situace ^"h celící : : ^ ^ e ^ f přestože samotná čerpadla mají poměrně věfclí pravděpodobnost výpadku. K havarijní situaci - lokálaiiau přehřáti palivových článku - vsak dochází, pouze v případě výpadku určitého počtu čerpadel (kritický počet vypadlých čerpadel je závislý na původní hladině výkonu) bšhea krátkého časového intervalu 100 s. Protoae pravděpodobnost výskytu tohoto jevu je raalá, je malá i pravděpodobnost výskytu havarijní situace.

•-:•

r

- -i,

i?x\:.covní e oapa SGu c. 11 14- 1 1J

- Vypočítaná spolehlivost 6 k^-sběrnic systéniř sa-jišťj-ného napájecí je rovneii vysoká - průruirná doba výskytu havarijní situace T^ = 6,6,10

l e t . Důvod je ten, že k ne-

baspečné poruše dochází pouze v píípadš ztráty napěti na obou sběrnicích, přič ©už napájení koeato sbšímic ja s no ze t r i zdrojů, Dojde-li však 1: trvalénu nebo bému výpadltu reservrálio zdroje 220 kV, spolehlivost 2

se sníží C \ = 7.10 _let).

.

systér.iu

. / "';;V:

-;>__:.._. I Myii vatnoní 'spolchlivostaí c'..it"M'cGrberistil^y prvků-:-. -_-bylo nutno v některých případech"'póuse-rodJiadovat.-á i když7;-.' trvá ne dostate-Ic Ivodnovemých spolshD.iroGtnich dat, ;<(je juo3-. iáo s i ae aísltaaých výsledlvů vytvoiat iv.zór~iia spolehlivost prošetřovánšh'-1 obvodu napájení vlvťstai potřeby elektrárny V 1. "Pozxxc-.tlq? "budou využity též při sooleiilivosbaích analýzách pro áalší elektrárny WER. . ^ Při analýze systému dochlazovďui reairtoru bylo třeba provést výpoCet pravděpodobnosti výslcjtu netypické havar i j n í situace, vázaná na ičcátký časový i n t e r v a l . Vyřešeni•.této úlohy bylo umožněno rozlošc-níva p.rabuhu havarijní s i tuace do dvou samostatných jovů. Do .;očAteoniho jevu, realizovaného výpadkem jednoho čerpadía.} Či okanšitým výpadkea dvou čerpadel, a do doplňkového jevu, probíhajícíhov následujících sto vteřinách a. realizovaného výpadkem t o lika dalších čerpadel, že celkový počet nepracujících čerpadel odpovídá havarijní s i t u a c i . S vypočtené průměrné doby výskytu počátečního jevu a z vypočtené pravděpodobnos t i výskytu odpovídajícího 'doplňkového ,-jevu lze vypočísť" průměrnou dobu, za niž dojde k 'výskytu havarijní situace v důsledku uvažovaného počátečního jevu. Provede-li se tento výpočet pro všechny realizovatelné počáteční jevy, lze z výslsd:::u vypočítat celkovou .průuurnou dobu, za ní!š na jednotlivých výkonových hladinách dojúe k havarijní s i ~-túaci. Možnost obecné aplikace tohoto poatuou pro obdobné úlohy je zřejaá.

;• r

r

Pracovní etapa BGřtf <S. 11 14 1 13 Obecné využití umožňuje i nova vypracovaný prograu spolalilivosoníh.0 výpočtu vycházející ze stromu poručil. Program vyuaivá jednoduššího výpočtu. ..-ravclěijodotmosti vj's]sytu výsledné porueíxy pro vzájemně se vylučující 3evy. i

I ié,-li "být obecně umožněno seriozní provádění Icvautita.tivníc',1 aiialýa, je nutno z a j i s t i t 'kiodaoyšrné vstupní údaje. Příslušné nadříaeaé orgány laj aa výrobcích, a uživat e l í c h mely vyžadovali zodpovědnější přístup ke a p o l e i l i vostai problematice.

odpovědný pracovník

vedoucí

• «• »

vedoucí odboru

11 14 1 13 1977

r

i)

11 14- 1 13

1977

Výkon reaktoru a průtok cbladiva při výpadcích Čerpadel

Atótí

tf*) •—

průtok

obr. č. 4.1

3* VN

11 M 1 13 1977 REŽIM

5.1(8.4)

I mimo provos

mechanická porucha~

|

strata nápětq

strata napěti na la(2a)

zkrat na la(ga) | porucha * V 51 (V 54) | porucha A2R [

i na B (A) neni napěti

porucha přívodu

| porucha VlHB (V1HA)

Obr. č . 4.3

11 14 1 13 1977 REŽJM

X

HCfi 2 , (3) 75. (6)/ mimo provoz

mechanická porucha

ztráta napěti

1

ztráta napěti na svorkách HCČ

íztráta napěti na

jzkrat na lg /2g/ porucha V 52, (V53) A55,(V56)/

ztráta napájeni z G 11 /G 12/

ň ,_)

póru cha /G 12/

>

1

j

lna B /A/ není napětí

1 porucha t V 16 A26/

[porucha přívodu

1

porucha spoj. cesty

j

ztráta napětí 220 kV

Obr. č. 4.4

porucha VIRB /VIRA/

11 14 1 13 1977 R BžX M HCC 1,(4) mimo provos

jporucha vlastního HCČ j

-l

j

zkrat na. 2a,/la/j ztráta rapájaní z T 12, /T 11/

1 jporuciia AZR

j

I porucha automatu

porucha V 57, (T 54) A51,(V58)/

na A, /B/ naní napětí

JUZT... .„ V 25,A 15/ V 22, A 12/ i nejde vypnout ejde zapnout |

t

| poruch* přívodu j ztráta napětí 220 kV v rozvodně A 1

| porucha V1BA, /V1EB/

porucha UR I

Obr. Č. 4.5

j

11 14 1 13 1977 REŽIíI -3

HCfi 5 , ( 6 )

/2. 13)/-" mimo provog

Iporucha vlastního HGfi

i ztráta napětí

| ztráta napěti na

I

/^^\

přerušení V 55, (V 59 [zkrat aa-gg./la-lg/"] 52(V 53)/ porucha AZR

I ztráta napájení I z T 12, /T 11/

přerušení V 25,/1T15/

porucha Sag 2 /S ag 1/

porucha G 2 /G 1/

[porucha {T 12,/T 11/

porucha spojovací cesty

na A, /B/ není napětí

porucha automatu

V 22, A 12/ V 25, A 15/ nejde vypnout nejda zapnout

porucha přívodu ztráta napětí 220 kV v rozvodné A 1

I porucha V1BA, /V1RB/

porucha TlR Obr. 5. 4.6

zkrat na A,/B/

11 14 1 13 1977

aouóaaná strata napěti na obou sběrnicích Id i 2d

I

I ztráta nepéti I na sběrnici Id

L

ztráta napěti na abšrnioi 2d

ekrat 2

zkrat 1 ztráta napájeni Id

r

ztráta napájeni z pracovního zdroje 5 od sběrnice 1 b

ztráta napájeni z rezervního 2droje neúspěšný AZR na Id

1

ztráta napájení z havarijního zdroje od DO 1 i DG 3

\ ztráta napájení 2 d

1

ztráta napájeni z havarijního zdroje od DG 2 i DG 3

ztráta napájeni I a rezervního zdroje i neúspěšný AZR na 2d$

obr. č. 5.1

ztráta napájení z praocvniho zdroje 5 od sběrnice 2 b

11 14 1 13 1977

1

zkrat na sběrnioi X b (2 b)

uzavřoniRZ turbiny I (II)

přerušeni Sdb 1 (Sdb 2)

havarijní impuls I. druhu

přerušeni V 14 (V 24)

porucha přívodu G 1-lb (G a-2b)

porucha G 1 (G 2)

porucha T 11 (T 12) porucha T 1 (T 2)

Obr. 6. 5.2

zkrat na 1 d (2 d)

nezvládnutý zkrat na 1 b (2b)

zkrať na 1 b (2 b)

Sdb 1 (Sdb 2) nejde vypnout

Obr. č. 5.3

11 14 1 13 1977 í .

V 11 (V 21) nejde zapnout

porucha automatu AZR I d (2 d )

V 14 (V 24) nejde vypnout není napěti na sběrnici A (B)

ztráta napětí v rozvodně A 1

akrat na 3běrnioi A (B) _L přerušeni V 1 Rt (V 1 RB)

'- t

Obr. č . 5.4

porucha transformátoru T Í H

11 14 1 13 1977

Au't

7 11 (V 21) nejda vypnout

Sdto l(SdV2) nejda vypnout

neni-napájení a D G 1 (DG 2)

porucha 3ystému BG1(DG2)

není napájení z DG 3

»

V 17 (V 27) najde zapnout

porucha autontatu připojoni DG 1 (DG 2)

zkrat na sběrnici 1 dR J_

V 18 (V 28) nejde zapnout

porucha systému DG 3

porucha automatu připojení DG 3 V 28 (V 18) nejda vypnout

Obr. č . 5.5

S p o l e h l i v o s t n i cliaral^eri štiky -

_ _ X

Zai'l zení Vyvúnače V

-;

.\.

3.1o" 6

Vypínače V1R

;;• •;."•'-.-V.;-.,'•'

6.10-6

Oč vřoj ovace Sďb, Sag .Y 7'.',.'

10~ 6

transformátory T 1 1 , í 12,

2.10"6

200

^rjdisforuátor ' T 1 R Í T - T ' 7

200-,

-------.-?>"•'•

1 s 2.10~

Generátory - G 1, G ^

50 5

S

50

Zkrat na sběrnicícla G i^Va , b , 3 , d

10~

Zkrat na s b ě r n i c í cli 6 WA,B

5-1O" 5

300

Zlcrat na s b ě r n i c í cli S JcVa+g

2.10"6

300

Kabeláz ( 1 kn)

10-6

Automat AZR

10"5 5.1O"

Auto na t p ř i p o j e n í DG Systén DG Rezervní zdroj 220 kV " -

500

20 24 5

2,3.10~ - - -

24 4

3.10"^

336 2

Turbina (uzavření HZ)

1.4.10"3

neč

10""4

80

2,3.10"^

24

i Havarijní iiaouls i

__ 9 . 1 o"* 6

, 24