Л.1 Качественная оценка безопасности на основе результатов ВАБ

Основные задачи качественного анализа и обоснования безопасности состоят в установлении степени соответствия проектных решений принятой концепции безопасности и основным инженерным принципам современной концепции глубокоэшелонированной защиты, включая следующие принципы:

1. Создание ряда последовательных физических барьеров на пути выхода в окружающую среду.

2. Обеспечение высокого уровня надежности физических барьеров за счет реализации специальных требований к обеспечению качества и контролю качества при их конструировании, изготовлении и монтаже. Поддержание достигнутого уровня надежности при эксплуатации за счет проведения контроля и диагностики (непрерывных или периодических) их состояния и устранения обнаруженных дефектов и повреждений.

3. Создание защитных и локализующих систем, предназначенных для предотвращения повреждений физических барьеров, ограничение или снижение размеров последствий при возникновении нарушений пределов и условий нормальной эксплуатации и аварийных ситуаций.

4. Обеспечение необходимого уровня надежности систем безопасности за счет реализации их проектирования следующих инженерных принципов:

–принцип единичного отказа, в соответствии с которым система должна выполнять заданные функции при любом, требующем ее работы ИС и при наличии независимого от ИС отказе одного любого из активных элементов, или имеющих механически движущиеся части пассивных элементов.

В соответствии с этим принципом требуется, чтобы СБ состояли из нескольких взаиморезервирующих независимых каналов, каждый из которых был способен выполнить в определенном объеме функцию систем в целом. В общем случае СБ представляют собой мажоритарные системы со структурой «m из n», где n – число каналов в системе, m – число каналов, необходимое для выполнения функции системы в целом;

– принцип разнообразия, в соответствии с которым во взаиморезервирующих каналах систем, выполняющих отдельные функции безопасности, требуется применять элементы различные по принципу действия или по конструкции;

– принцип физического разделения, в соответствии с которым оборудование и элементы отдельных каналов СБ должны размещаться в отдельных помещениях, разделенных между собой расстоянием и/или физическими барьерами;

– обеспечение защиты от внутренних воздействий (пожаров, затоплений, пароводяных струй, летящих предметов, биений трубопроводов, изменения условий окружающей среды в помещениях ОМН);

– обеспечение защиты от характерных для ОМН внешних воздействий природного (землетрясений, смерчей, ураганов, высоких и низких уровней воды, высоких и низких температур и т.п.) и техногенного (аварии на воздушном, водном и наземном транспорте, аварии на соседних магистральных трубопроводах, внешние пожары, прорывы плотин и т.п.) характера;

– обеспечение защиты от ошибочных действий персонала ОМН;

– обеспечение защиты от зависимых отказов, включая отказы по общей причине;

– расширенное применение для выполнения функций безопасности систем пассивного принципа действия;

– обеспечение более высокого уровня надежности функций безопасности с большой частотой требований на их выполнение;

– снижение насколько это возможно значений частот или вероятностей отказов оборудования и элементов, приводящих к возникновению исходных событий аварий;

– управление запроектными авариями (ЗПА), включая аварии с тяжелыми повреждениями магистральных трубопроводов, путем разработки технических мер по снижению их последствий.

Несомненным достоинством приведенных выше инженерных или детерминистических принципов является простота их понимания и подкрепление практикой использования в различных областях техники. Практически все эти принципы имеют безусловную направленность на снижение риска от использования ОМН за счет снижения размеров последствий при запроектных авариях и/или за счет снижения вероятностей или частот реализации таких аварий. Следует также отметить, что сами по себе детерминистические принципы имеют вероятностную природу, поскольку все они связаны со случайными событиями (отказами, авариями, размером аварийных последствий). В обосновании эффективности их применения лежит представление о возможности достижения высоких уровней надежности соответствующих систем, сооружений, оборудования и элементов ОМН, необходимых для достижения приемлемо низкого уровня риска при использовании ОМН.

Оценка соответствия проекта этим принципам с применением результатов ВАБ производится на функционально-системном и элементном уровне.

На функционально-системном уровне проводится анализ состава представленных на деревьях событий АП, включая определение набора функций и СБ, совместное невыполнение или совместные отказы которых приводят к реализации каждой АП с последствиями, превышающими установленные в проекте значения для аварийных условий. На основе анализа АП определяется детализированный перечень функций безопасности и критерии успеха для выполнения каждой ФБ, производится анализ зависимостей между отдельными ФБ и СБ, определяется участие оперативного персонала в управлении СБ и производится предварительная оценка соответствия проекта таким принципам, как принципы разнообразия, обеспечения защиты от зависимых отказов, обеспечения защиты от внутренних и внешних воздействий, расширенное применение систем пассивного принципа действия, обеспечения защиты от отказов по общей причине и отказов общего вида и от ошибочных действий персонала.

Качественная оценка безопасности на элементном уровне выполняется на основе анализа состава минимальных сечений отказа (МСО), представляющих собой комбинации минимального числа базовых (первичных) событий функционально-системных деревьев отказов, реализация которых приводит к последствиям, размеры которых превышают установленные в проекте пределы. В состав МСО могут входить, совместно с ИС, независимые отказы и отказы по общей причине элементов важных для безопасности систем, ошибочные действия персонала и события, связанные с осуществлением мер по управлению ЗПА (например, использование временного резервирования для восстановления критических ФБ).

До проведения качественной оценки безопасности на элементном уровне необходимо убедиться в том, что состав МСО соответствует критериям успеха, принятым при разработке ФДС, что указывает на правильность и адекватность вероятностной модели.

Качественную оценку безопасности на элементном уровне следует проводить с использованием следующих правил:

1) Если в составе МСО, определенных для полного перечня ИС (по всему проекту в целом), отсутствуют МСО, содержащие дополнительно к ИС только один независимый отказ одного любого элемента СБ или только одно ошибочное действие персонала, то может быть сделан вывод о том, что проект СБ соответствует принципу единичного отказа.

Наличие таких МСО указывает на проектные ошибки и на необходимость определения причин реализации таких МСО и разработки предложений по их устранению.

2) Если в составе МСО отсутствуют МСО, содержащие дополнительно к ИС ООП одной группы однотипных элементов, то может быть сделан вывод о том, что в проекте предусмотрена достаточная защита от зависимых отказов, отказов по общей причине.

Если в состав МСО входят такие МСО, то оценка достаточности предусмотренных в проекте мер защиты от таких событий должна быть сделана на основе анализа количественных результатов ВАБ.

3) При проведении качественных оценок особое внимание следует уделять МСО, содержащим отказы элементов, которые могут быть общими для нескольких взаиморезервирующих систем, выполняющих одну или несколько функций безопасности. Такими элементами могут быть, например, элементы управляющих и обесточивающих систем, а также изолирующие устройства.