بخشی از مقاله
چکیده:
سیستم آب تغذیه اضطراری به عنوان یکی از سیستمهای ایمنی اصلی نیروگاه بوشهر اهمیت فراوانی در کنترل حوادث دارد. از اینرو برآورد قابلیت اطمینان این سیستم و ارتقای آن امری مهم و ضروری است. در این مقاله از روش تحلیل درخت خطای استاتیکی و با استفاده از نرمافزار SAPHIRE، قابلیت اطمینان این سیستم تحلیل شده است. مدلهای مختلف قابلیت اطمینان برای خرابی تجهیزات، خطای انسانی و خرابیهای با عامل مشترک را در نظر گرفتیم و نتایج کیفی و کمی این تحلیل را به دست آوردیم. درنهایت نیز تحلیل اهمیت و عدم قطعیت را برای این سیستم نیروگاه انجام دادیم. احتمال دردسترسنبودن این سیستم در تحلیل نقطهای 1.018E-03 بهدست آمد و همچنین در تحلیل عدم قطعیت مشخص شد دردسترسنبودن این سیستم با احتمال %95 کمتر از 5.10E-03 است و تنها %5 احتمال دارد که این مقدار بیشتر از 1.60E-03 باشد.
مقدمه:
مسئله اصلی در مورد یک نیروگاه هستهای، ایمنی آن در صورت بروز حادثه، به منظور خاموش کردن راکتور و جلوگیری از ذوب قلب و درنتیجه خروج مواد رادیواکتیو از محفظه آن است. سیستم های ایمنی راکتور این وظیفه را به عهده دارند، اما قابلاعتماد بودن این سیستمها بحث اصلی در رسیدن به این مهم است. خنک کردن راکتور و تأمین آب مورد نیاز راکتور در صورت از دست رفتن خنک کننده، مهمترین شاخص برای یک راکتور هستهای است. به همین دلیل سیستم تغذیه آب اضطراری نقشی مهم در صورت بروز حادثه دارد. همچنین یکی از دلایل اصلی حادثه Three Mile Island نیز مشکل در این سیستم محسوب بوده است
سیستم آب تغذیه اضطراری، یکی از تجهیزات ایمنی مهندسی، به عنوان پایین آورنده دما با برداشت حرارت واپاشی از قلب راکتور در طول سناریوهای حادثه است .[2] در مطالعات جدید از سیستم آبتغذیه اضطراری Passive که یکی از ویژگیهای پیشرفته ایمنی است در راکتورهای APR+ بهکار گرفته شده است [3] که با استفاده از مکانیزم گردش طبیعی، مولد بخار را خنک و حرارت واپاشی قلب راکتور را از بین میبرد .[4] همچنین شپین [5] بررسی این سیستم را با استفاده از روش درختخطای دینامیکی انجام داده است.
درختخطا یک زبان مدلسازی ساختیافته برجسته برای سیستمهای قابلاعتماد است .[6] تحلیل درختخطا یک روش مفید با استفاده گسترده برای ارزیابی قابلیتاطمینان و ایمنی سیستم است
به گفته [9]، یکی از مهمترین اهداف قابلیت اطمینان "پیش بینی قابلیت اطمینان سیستم برای مدت مأموریت مشخص" است. تکنیکهای بسیاری که برای رسیدن به این هدف مورد استفاده قرار گیرند، در دسترس اند. بهمنظور پیش بینی قابلیت اطمینان سیستم، باید مدل قابلیتاطمینان مناسب، انتخاب گردد. درختخطا یکی از توسعهیافتهترین تکنیکهای غالب در مطالعات قابلیتاطمینان است. همچنین چیاکچیو معتقد است که امروزه، روش درختخطا پر استفادهترین تکنیک کمی برای ارزیابی سناریوهای حادثه در صنعت است
این روش یک فرآیند استنتاجی است که بهوسیله آن یک رخداد نامطلوب که رخداد رأس نامیده میشود، درنظر گرفته میشود و راههای ممکن برای اتفاق افتادن این رخداد بهصورت سیستمی استنتاج میشوند. فرایند استنتاج به گونهای انجام می شود که درختخطا دربرگیرنده تمام خرابیهای تجهیزات - یعنی حالتهای خرابی - که سهمی در وقوع رخداد رأس دارند باشد. میتوان تکتک حالتهای خرابی هر قطعه و نیز خطای انسانی و نرمافزاری - و تداخل بین این دو - درطول مدت زمان عملکرد سیستم را وارد مسئله کرد. خود درختخطا یک بیان گرافیکی از ترکیبهای مختلفی از خرابی است که میتواند منجر به وقوع رویداد رأس گردند
روش کار:
مطالعه موردی: سیستم آب تغذیه اضطراری به عنوان یک سیستم ایمنی در شرایط خاصی روی کار و پس از انجام وظیفه به شرایط عادی باز می گردد. این سیستم مسئولیت برداشت حرارت مولد بخار را در شرایطی که سیستم آب تغذیه اصلی به هر دلیلی از کار بیفتد یا از دسترس خارج باشد - در خاموشیهای اضطراری - برعهده دارد [12]، به همین دلیل و حساسیت زیاد دردسترسبودن این سیستم، قابلیت اطمینان این سیستم از اهمیت بسیار بالایی در جلوگیری از بروز حادثه برخوردار است.
با توجه به ساختار سیستمهای حفاظتی و ایمنی هر سیستم دارای چهار کانال مستقل - شکل - 1 و از لحاظ فیزیکی بطور کاملا جداگانه میباشد. هر کانال - شکل - 2 دارای عملکرد کامل ایمنی - 4*100% - میباشد. وجود چهار کانال ایمنی بدلیل خطای عملکرد دو سیستم میباشد - که به عنوان مثال بروز حادثه ابتدایی اولیه در یک کانال باعث از کار افتادن یک سیستم و همچنین وجود نقص در یکی از تجهیزات Active و یا Passive و یا خطای انسانی در سیستم دیگر باعث از رده خارج شدن دو سیستم ایمنی میشود - . کانال سوم هم ممکن است بدلیل تعمیرات از حالت آماده خارج باشد. و با توجه به مشخصات طراحی پذیرفته شده برای تجهیزات یک کانال کاری از سیستم برای انجام کامل و تمام عیار در تمام شرایط کاری کفایت میکند
شکل:1 چهار کانال سیستم آبتغذیه اضطراری
شکل:2 شکل سادهشده سیستم آبتغذیه اضطراری
درخت خطا: برای تحلیل قابلیت اطمینان سیستم از روش درختخطای استاتیک استفاده میکنیم. درختخطای استاندارد مدلهای ترکیبی هستند و با استفاده از دریچههای استاتیک AND - ، OR، دریچههای - K/N و رویدادهای پایه ساخته میشوند .نرم افزارهای کامپیوتری مختلفی بدین منظور طراحی شدهاند که ما در این تحلیل از نسخه 7.27 نرمافزار SAPHIRE که توسط آزمیشگاه ملی Sndia آمریکا برای US NRC طراحی شده است استفاده کرده ایم.
ابتدا برای شروع، به رسم درختهای خطا می پردازیم. برای رسم درختخطا میتوان از دو روش گرافیکی و منطقی استفاده کرد. به دلیل سهولت و سرعت کار از روش منطقی برای این تحلیل استفاده میکنیم. درخت خطای سیستمهای پیچیده معمولاً بزرگ است، به همین دلیل ما برای ادامه رسم زیرشاخهها از ترنسفرها به عنوان درخت خطای جدید استفاده میکنیم.
