PSA-8-初因事件与事件树课件.ppt

核工业研究生部核工业研究生部核反应堆概率安全分析讲义核反应堆概率安全分析讲义杨红义杨红义初因事件与事件树初因事件与事件树核工业研究生部核工业研究生部核反应堆概率安全分析讲义核反应堆概率安全分析讲义目录目录PSA方法学概述方法学概述事件树事件树初因事件确定方法初因事件确定方法主逻辑法主逻辑法应用主逻辑法确定应用主逻辑法确定CEFR初因事件初因事件建立建立CEFR功能事件树功能事件树2核工业研究生部核工业研究生部核反应堆概率安全分析讲义核反应堆概率安全分析讲义PSA方法概述方法概述3核工业研究生部核工业研究生部核反应堆概率安全分析讲义核反应堆概率安全分析讲义事故序列的确定事故序列的确定深度和冻结深度和冻结点点与压水堆最大的与压水堆最大的区别就是分析模区别就是分析模化的思路化的思路由一系列防止堆芯由一系列防止堆芯熔化等的动作组成熔化等的动作组成1，停堆，停堆2，排出余热，排出余热依据和基础评价反应评价反应堆响应堆响应四个关键点四个关键点1，明确初因事件与安全系统的相依关系，明确初因事件与安全系统的相依关系2，确定前沿系统和支持系统，确定前沿系统和支持系统3，确定前沿系统的响应次序，确定前沿系统的响应次序4，优化事故序列，优化事故序列依托和工具4核工业研究生部核工业研究生部核反应堆概率安全分析讲义核反应堆概率安全分析讲义系统模化系统模化u系统模化及定量分析是一级系统模化及定量分析是一级PSA分析最终目的分析最终目的之一之一u系统模化的核心是对系统的掌握和系统模化的核心是对系统的掌握和FMEA分析分析u借助于某种分析工具进行实施借助于某种分析工具进行实施常用系统模化技术常用系统模化技术p故障树技术故障树技术pFMEA技术技术p可靠性方块图法可靠性方块图法pGO法法对分析技术的要求对分析技术的要求n能预计复杂系统的不可用度能预计复杂系统的不可用度 n应用能用是可追溯的、可重复的、可演算的方式加以应用能用是可追溯的、可重复的、可演算的方式加以规范化规范化 n能提供合理的完整性保证能提供合理的完整性保证n能够增强对结果的了解、交流和应用能够增强对结果的了解、交流和应用n应用是一个模型，它将有利于了解系统失效的主要途应用是一个模型，它将有利于了解系统失效的主要途径，可提供防止发生失效的途径径，可提供防止发生失效的途径 故障树分析的基本目的是为了找到具有最高发生故障树分析的基本目的是为了找到具有最高发生概率的故障事件的组合。

通常就是找出故障树的概率的故障事件的组合通常就是找出故障树的最小组合，只要组合中这些故障事件都发生，则最小组合，只要组合中这些故障事件都发生，则所选定的不希望状态或事件发生一般，这种不所选定的不希望状态或事件发生一般，这种不希望事件被定义为故障树的顶事件，而导致顶事希望事件被定义为故障树的顶事件，而导致顶事件发生故障事件的最小组合就是最小割集件发生故障事件的最小组合就是最小割集(简称简称MCS)正是这些用布尔方程式表达的正是这些用布尔方程式表达的MCS构成构成了对反应堆所有系统模型进行估算的基础了对反应堆所有系统模型进行估算的基础故障树是了解一故障树是了解一个系统是如何工个系统是如何工作和如何会失效作和如何会失效的最佳分析工具的最佳分析工具之一故障树分析技术只是一种故障树分析技术只是一种进行系统可靠性模化和分进行系统可靠性模化和分析的辅助手段或通用原理，析的辅助手段或通用原理，而完成一个快堆系统可靠而完成一个快堆系统可靠性模型的关键还是对系统性模型的关键还是对系统功能和各个层次失效机理功能和各个层次失效机理的深入研究的深入研究5核工业研究生部核工业研究生部核反应堆概率安全分析讲义核反应堆概率安全分析讲义相关失效分析相关失效分析功能相关：功能相关：如反应堆的一个系统必如反应堆的一个系统必须在另一个系统失效后才能投入执须在另一个系统失效后才能投入执行功能，而有的系统设计成只有在行功能，而有的系统设计成只有在另一个系统成功运行后它才能起作另一个系统成功运行后它才能起作用。

用共用设备相关：共用设备相关：指多个系统通过同指多个系统通过同一个部件、子系统或辅助设备所产一个部件、子系统或辅助设备所产生的相关性例如由生的相关性例如由CEFR的除氧的除氧器供给三台给水泵水源，又如不同器供给三台给水泵水源，又如不同系统的设备由同一母线供电系统的设备由同一母线供电实体上相互作用：实体上相互作用：该类作用类似于该类作用类似于共因初因事件的机理，但这些机理共因初因事件的机理，但这些机理不一定引起一个初因事件，却会使不一定引起一个初因事件，却会使多个系统在同时失效的概率增加，多个系统在同时失效的概率增加，例如由于提供给冷却的二次系统失例如由于提供给冷却的二次系统失效导致超温，从而造成该系统的一效导致超温，从而造成该系统的一组传感器失效组传感器失效人因作用相关：人因作用相关：由于人的动作引入由于人的动作引入的相关性，包括疏忽产生的错误和的相关性，包括疏忽产生的错误和操作上的错误例如当一个操作人操作上的错误例如当一个操作人员对反应堆的状态作了错误的判断员对反应堆的状态作了错误的判断而关掉某一系统时，就出现这种类而关掉某一系统时，就出现这种类型的相关故障在三哩岛事故中就型的相关故障。

在三哩岛事故中就是因为操作人员关掉了应急堆芯冷是因为操作人员关掉了应急堆芯冷却系统而出现了这样的事件却系统而出现了这样的事件指在事故序列确定和定量分析中对相关失效的处理指在事故序列确定和定量分析中对相关失效的处理共因初因事件共因初因事件(外部失效外部失效)：能引起反应堆瞬态和使多个系统能引起反应堆瞬态和使多个系统的失效概率增加的那些外部及内部事件如丧失厂外电源、的失效概率增加的那些外部及内部事件如丧失厂外电源、火灾、地震等火灾、地震等 系统间相关性：系统间相关性：指使多个系统失效概率之间相互发生关指使多个系统失效概率之间相互发生关系的事件或失效原因或者说，系统间的相关性使得事系的事件或失效原因或者说，系统间的相关性使得事故序列中某一给定系统的条件失效概率将取决于事故序故序列中某一给定系统的条件失效概率将取决于事故序列中排在它前面的那些系统的成功或失效等列中排在它前面的那些系统的成功或失效等 部件间相关：部件间相关：指某些事件或失效原因所造成的多个部件指某些事件或失效原因所造成的多个部件或子系统的失效概率之间的相关性或子系统的失效概率之间的相关性 常用的相关失效的分析方法有显式法、参数法和计算机法常用的相关失效的分析方法有显式法、参数法和计算机法n显式法主要涉及到确定事件树逻辑和故障树逻辑中相关失效的显式法主要涉及到确定事件树逻辑和故障树逻辑中相关失效的特定原因。

特定原因n参数法包括众所周知的参数法包括众所周知的因子法和二项式失效率模型因子法和二项式失效率模型n计算机法由计算机软件自动搜索相关事件进行优化处理计算机法由计算机软件自动搜索相关事件进行优化处理6核工业研究生部核工业研究生部核反应堆概率安全分析讲义核反应堆概率安全分析讲义定量定量/定性分析定性分析u故障树定量分析故障树定量分析u根据以故障树为依托建立的根据以故障树为依托建立的u系统可靠性模型，获得布尔系统可靠性模型，获得布尔u代数模型，进行优化和简化代数模型，进行优化和简化u后获得导致顶事件发生的最后获得导致顶事件发生的最u小割集进而计算系统的不小割集进而计算系统的不u可用度等可靠性指标可用度等可靠性指标事故序列定量分析事故序列定量分析p将事件树与故障树联立，按照将事件树与故障树联立，按照“与与”的的关系建立事故序列故障树，带入参数求关系建立事故序列故障树，带入参数求解得到该事故序列的发生频率；解得到该事故序列的发生频率；p建立各种建立各种PDB(电站损伤包电站损伤包)，将包内的，将包内的序列故障树通过序列故障树通过“或或”的关系联立求解，的关系联立求解，带入参数求解得到该带入参数求解得到该PDF的发生频率。

的发生频率可靠性参数可靠性参数可靠性参数是概率安全评价的基础，各可靠性参数是概率安全评价的基础，各国均非常重视，但是收集难度较大！国均非常重视，但是收集难度较大！不确定性分析不确定性分析是概率安全分析的不可缺少是概率安全分析的不可缺少的内容！的内容！重要度和灵敏度分析重要度和灵敏度分析是对是对PSA进行应用性评价的主进行应用性评价的主要内容！要内容！7核工业研究生部核工业研究生部核反应堆概率安全分析讲义核反应堆概率安全分析讲义事件树分析方法事件树分析方法u计算总的堆芯熔化频率要求对大量可能发生的事计算总的堆芯熔化频率要求对大量可能发生的事故序列加以描述，而核反应堆复杂的系统使得分故序列加以描述，而核反应堆复杂的系统使得分析人员只检查重要的序列清单就全面分析事故序析人员只检查重要的序列清单就全面分析事故序列十分困难事件树就是能够清楚、全面的分析列十分困难事件树就是能够清楚、全面的分析各种事故序列发展过程的一种辅助工具各种事故序列发展过程的一种辅助工具 u事件树分析（缩写为事件树分析（缩写为ETA）是从一个初始事件开）是从一个初始事件开始，按顺序分析事件向前发展中各个环节成功与始，按顺序分析事件向前发展中各个环节成功与失败的过程及其结果，这种分析方法称为事件树失败的过程及其结果，这种分析方法称为事件树分析法分析法8核工业研究生部核工业研究生部核反应堆概率安全分析讲义核反应堆概率安全分析讲义事件树分析方法事件树分析方法u事件树分析事件树分析(EventTreeAnalysis)法是一种逻辑演绎法，它法是一种逻辑演绎法，它在给定一个初因事件的情况下，分析此初因可能导致的各在给定一个初因事件的情况下，分析此初因可能导致的各种序列的结果，从而定性和定量地评价了系统的特性，并种序列的结果，从而定性和定量地评价了系统的特性，并帮助分析者获得正确的事故序列逻辑关系。

帮助分析者获得正确的事故序列逻辑关系u一般将在初因事件发生后执行事故保护功能的主要系统叫一般将在初因事件发生后执行事故保护功能的主要系统叫做前沿系统做前沿系统(FrontLine)，而给前沿系统和重要部件提供，而给前沿系统和重要部件提供电源、冷却等支持功能的系统，如供电系统叫做支持系统电源、冷却等支持功能的系统，如供电系统叫做支持系统(SupportSystem)，在事故序列分析中确定要在事件树中，在事故序列分析中确定要在事件树中进行进行“显式显式”(如果在故障树中分析，则对于事件树来说是如果在故障树中分析，则对于事件树来说是“隐式隐式”的的)分析的系统或设备叫做题头事件分析的系统或设备叫做题头事件(TitleEvent) 9核工业研究生部核工业研究生部核反应堆概率安全分析讲义核反应堆概率安全分析讲义事件树分析方法事件树分析方法初因事件初因事件题头事件题头事件前沿系统前沿系统堆芯熔化失效模式堆芯熔化失效模式10核工业研究生部核工业研究生部核反应堆概率安全分析讲义核反应堆概率安全分析讲义事件树分析方法事件树分析方法u每每个个序序列列的的最最终终结结果果要要么么是是假假想想事事件件序序列列终终止止在在安安全全状状态态，要要么么引引起起某某种种类类型型的的堆堆芯芯熔熔化化。

一一般般的的说说，如如果果有有n个个题题头头事事件件的的话话，每每个个初初因因事事件件将将有有2n个个有有关关的的潜潜在在事事故故序序列列但但根根据据事事件件树树本本身身的的逻逻辑辑，经经过过详详细细的的相相依依关关系系和和物物理理模模型型的的分分析析，只只把把有有意意义义的的序序列列保保留留下下来来进进行行分分析析，这这可可以以大大大简化事故序列分析的工作量大简化事故序列分析的工作量11核工业研究生部核工业研究生部核反应堆概率安全分析讲义核反应堆概率安全分析讲义建立事件树的一般过程建立事件树的一般过程12核工业研究生部核工业研究生部核反应堆概率安全分析讲义核反应堆概率安全分析讲义初因事件初因事件u也叫始发事件，初因事件是指发生在反应堆的一也叫始发事件，初因事件是指发生在反应堆的一种扰动，它可能潜在的导致反应堆堆芯损害。