Структура, построение СБ. Формирование аварийных сигналов. Силовая автоматика

Для проведения качественного структурного и количественного анализа необходимо знание условия работоспособности или неработоспособности системы, т.е. правила, позволяющего определить состояние системы в зависимости от состояния элементов.

Структура систем безопасности ЯЭУ, как правило, характеризуется монотонностью, т. е. увеличение числа отказавших элементов не может привести к увеличению эффективности системы. Д ля таких систем разработаны способы графического (наглядного) представления условия работоспособности системы в виде структурно-логических схем: дерева отказов или последовательно-параллельной логической схемы.

Логическая схема позволяет последовательно проследить всевозможные комбинации отказавших элементов, ошибок персонала, вызывающих отказ системы в целом. При этом, учитывая свойство монотонности, достаточно указать лишь минимальный набор элементов, отказ которых приводит к отказу системы (т. е. критическую группу элементов). Состояния системы с большим числом отказавших элементов, ошибок персонала заведомо будут относиться к неработоспособным состояниям. Связь элементов в дереве отказов осуществляется с помощью логических операторов И, ИЛИ и др.

В простейших случаях, ограниченных применением логических операторов И, ИЛИ, может быть использована последовательно-параллельная схема, отличающаяся большей наглядностью в части представления критических групп элементов. При этом последовательное соединение элементов означает логическую связь между ними ИЛИ, а параллельное — И.

Пример: Рассмотрим систему, состоящую из управляющей подсистемы и исполнительных органов (арматуры), обеспечивающих выполнение функции локализации, например, на проходке трубопровода через барьер локализации (см. первый рис. 1-УСБ, 2-арматура). При этом под отказом системы понимается незакрытие обоих клапанов.

(2/3 – упрощенное изображение логической схемы «2 из 3»[последовательное соединение трех блоков, каждый из которых представляет собой параллельное соединение из двух каналов])

Система формирования аварийного сигнала (часть управлявщей системы) служит для приведения в действие исполнительной системы, должна представлять собой совокупность всех электрических и механических устройств и цепей (от датчиков до включающих устройств), которые вырабатывают сигналы, связанные с защитными функциями, и быть выполнена не менее чем трехканальной схеме.

Основную САО выполняют с традиционной системой формирования аварийного сигнала. Дополнительная САО должна содержать автономные устройства формирования аварийного сигнала. Следует обеспечивать формирование аварийного сигнала без внешних цепей, постров его на прямом преобразовании аварийного сигнала и движущую силу или процессы, осуществляющие защитное действие.

Аппаратура АЗ реактора должна состоять как минимум из двух независимых комплектов с учетом таких воздействий, как пожар, затопление и др. Для достижения независимости необходимо физическое разделение комплектов. Каждый из комплектов должен удовлетворять принципу единичного отказа и для исключения ложных срабатываний строится по мажоритарной логике (рис ниже). Так, например, система АЗ ЯЭУ с реактором ВВЭР-440 имеет два комплекта, в каждом из которых сигнал формируется по принципу «2 из 3».

Схема электромеханической системы АЗ (рис.5.5) широко используется в реакторах практически всех типов. Сформировавшийся аварийный сигнал обеспечивает снятие силового питания с исполнительных механизмов, после чего рабочие органы АЗ вводятся в активную зону за счет собственной потенциальной энергии. Д ля исключения отказов по общей причине в качестве системы иного принципа действия в водо-водяных реакторах используется система аварийного ввода бора. Подача бора в реактор может быть осуществлена системой активного впрыска высокого давления (рис. 5.6) или, например, потенциальной энергией газа, находящегося под давлением.

Для достижения полной независимости формирование сигналов на сброс рабочих органов и подачу бора должно осуществляться системами, построенными на разной элементной базе.