Принцип единичного отказа

Среди основных принципов безопасности весьма важным является принцип единичного отказа или. как его часто именуют, критерий единичного отказа.

Срабатывание и действие инженерно-технических систем безопасности должно быть высоконадежным. Такая надежность достигается правильным использованием отказобезопасных решений, защитой от отказов по общей причине, а также независимостью систем безопасности от технологических систем станции. Конструкция этих систем должна обеспечивать исключение потери функций, выполняемых системами безопасности, в результате отказа какого-то одного ее компонента. Это и есть критерий единичного отказа (для систем безопасности).

В соответствии с этим принципом, система безопасности должна выполнять свои функции при любом исходном событии и при независимом от исходного события отказе любого элемента этой системы. Согласно требованиям положений по безопасности, под единичным отказом понимают отказ одного из активных или пассивных элементов, имеющих механические движущиеся части, или одну независимую ошибку персонала. Для механических систем пассивным элементом считается тот, который не имеет движущихся частей и для работы которого не требуется работа других систем или компонентов. Пассивный элемент включается в работу непосредственно от воздействия исходного события. Активным считается элемент, для работы которого требуется выполнить некоторые активные действия, например включить электропитание на привод, подать сжатый воздух. В электрических системах все элементы считаются активными.

Практическое применение принципа единичного отказа обеспечивает:

• работу систем безопасности и систем, важных для безопасности,
в случае возникновения единичного отказа оборудования или
ошибки персонала;

• уменьшение риска отказа оборудования по общей причине.

На практике принцип единичного отказа реализуется путем резервирования.

Резервирование предполагает применение двух или более аналогичных систем или независимых каналов одной системы, идентичных по своей структуре. При полной независимости этих систем или каналов их общая надежность пропорциональна их количеству. Наиболее ясным примером резервирования является система аварийного охлаждения активной зоны реактора АЭС с ВВЭР-1000. Система имеет трехкратное резервирование в типовом проекте и четырехкратное резервирование в зарубежном, причем каждая из входящих в нее подсистем может самостоятельно выполнить проектную функцию безопасности в полном объеме.

Для уменьшения вероятности отказов резервированных систем или их каналов по общей причине дополнительно применяются:

• физическое разделение систем;

• разнотипность применяемых систем и оборудования.

Физическое разделение систем обеспечивает устойчивость резервированных систем или их каналов к одновременному отказу по общей причине. Создание между системами или каналами физических барьеров (заблаговременным расположением огнеупорных перегородок, размещением оборудования в разных помещениях и т.п.) обеспечивает сохранение работоспособности остальных систем или каналов при повреждении одного из них при пожаре, повреждении летящими предметами или по другим причинам общего характера. Однотипные компоненты оборудования или каналы системы разделяются физическими барьерами или просто расстоянием для исключения отказа по общей причине.

Разнотипность оборудования подразумевает применение разных по принципу действия систем, выполняющих одни и те же функции. Например, насос питательной воды парогенератора может иметь электрический и турбинный привод, арматура, выполняющая одну и ту же функцию, - ручной, электрический и пневматический привод. Таким образом, в случае возникновения, например, события с полным обесточиванием энергоблока имеется возможность использовать оборудование, для работы которого не требуется электропитание. В случае возникновения отказов в работе механической системы аварийной защиты реактора типа ВВЭР ее функции могут быть выполнены увеличением концентрации борной кислоты в 1-м контуре до требуемого значения с помощью штатной системы ввода бора.