GB T 13626-2001 单一故障准则应用于核电厂安全系统.pdf

1、JCS 27.120.20 F 83 4占2一单=If: J，、GB/T 13626-2001 Application of the single failure criterion to safety systems in nuclear power plant 系主2001-10-24发布2002- 04-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检菇总局发布一一、h、GB/T 13626 2001 目次前言. I IEEE 前言. Il 1 范围. 1 2 引用标准. 1 3 定义. 1 4 单一故障准则. 3 5 要求. 3 6 单一故障的设计分析. 4 附录AC提示的附录）参考文献. 6

2、 二一一一一一一GB/T 13626 2001 前1992年等效采用美国IEEEStd 379,1977单一故障准则应用于核电厂IE级系统制订了GB/T 13626-1992单一故障准则应用于核电厂安全级电气系统，本标准等效采用IEEEStd 379, 1994，是对GB/T13626 1992的修订。本标准技术内容与GB/T13626 1992相比较，作了如下修改$1.本标准名称改为单一故障准则应用于核电厂安全系统。2.在“1范围”中增加了“本标准的应用必须与GB13284的要求及其规定的单一故障准则一致”的内容。3.引用标准增加了GB13284-1998, GB/T 7163-1909 c

3、 4.在“3定义”中对下列定义进行了修改za)“3.2 可探测故障”定义中增加了“注”，解释了干、可探测故障的含义sb)“3. 5 设计基准事件”定义中的“假想事件”改为“假设始发事件”；。“3.8 安全系统辅助设施”改为“3.8辅助x:抖i1施气d)“3. 10 安全系统”定义中“注”的内容增加r.为完成安全功能的安全系统的电气部分属安全级(lE级h义se）取消了“保护功能”和“安全级”定义；）增加了“3.11 执行设施”、“3.12 监测指令设施”、“3.13 安全组”和“3.18共享系统”四条定g）修改了“3.15 保护动作”、“3.14 安全功能”。5.对“4单一故障准则”内容增加了“

4、单一故障可能出现时间的说明”。6.对“5.4设计基准事件和单一故障”补充了“避免由设计基准事件引起的故障的措施”。7.对“5.5 共因故障”补充了防范共因故障的内容。8.增加了“5.6 共享系统”，规定了单一故障准则应用于共享系统的要求。9.对有关独立性分析的6.1. 4补充了“注气对6.1. 5补充了故障例子。10.对“6.2. 1 通道的相互联接”作了修改，将对仪表管路分析要求独立为“6.2. 6仪表管路”。11.对“6.3 其他考虑”作了修改。将原来的内容规定在“6.3. 1与安全系统纲合的其他系统”和“ 6. 3. 3 由单一故障引起系统驱动的可能性”内。增加了.6. 3. 2 概率评

5、价特性”。12.根据IEEEStd 379,1994“7.文献目录”，本标准增加了附录AC提示的附录参考文献”。此外，还作了格式与文字上的修改本标准从实施之日起，同时代替GB/T13626 1992, 本标准由中国核工业集团公司提出。本标准由核工业标准化研究所归口。本标准起草单位z核工业第二研究设计院。本标准主要起草人s华爱疑，英绍黄。- i队GB/T 13626 2001 IEEE前言（本前言不是IEEEStd 379: 1994单一故障准则应用于核电站安全系统的一部分。在许多文件（包括IEEE标准、美国核学会CANS）标准以及联邦法规）中确定了核电站安全系统满足单一故障准则的要求。本标准的

6、意图是一一确切地符合IEEEStd 603:1991核电站安全系统准则的要求。一一解释IEEEStd 603:1991陈述的单一故障准则：对应用IEEEStd 603: 1991所述的单一故障准则提供指导。单一故障准则适用于电气和机械系统的集合。但是，本标准制订的准则是用于电气系统的。在与机械系统不可避免的接口处（例如，仪表管线），与电气系统接口的机械部分要考虑为电气系统的一部分。应注意到“系统”是包括驱动系统、保护系统以及电源系统。本修订版的目的是：一一明确在设计基准事件前或在设计基准事件期间出现了单一故障的安全系统必须有能力执行其安全功能；n 修订定义以与IEEEStd 603: 1991

7、一致；一一更新文本中引用的参考文献。己由本标准明确的，但没有全部制订的几个方面如下z一一与其他导则和标准的关系g为了生产一个可接受的和可靠的系统，任一好的设计均应包括其他的导则和标准。单一故障准则与其他导师j、标准、文件要求、可靠性和概率研究、试验以及运行等的关系不属本标准范围。共享系统2现版本标准说明了单一故障准则应用于共享系统的方式。其目的是既不赞同也不禁止使用共享系统，但要提出最低要求以保证将和不使用共享系统同样严格地分析部件故障对共享系统的影响。一单一的操作员错误：应考虑操纵员的操作，但这超出了本标准的范围。一一共因故障z不属于单一故障分析的共囚故障包括那些可能由外部环境影响、设计缺陷

8、、制造错误、维修错误和操纵员错误引起的故障。共因故障关系到评价电厂安全。共因故障应该用可靠性和概率王具来说明，并应考虑丧失安全功能的后果囚共因故障已由IAEA50 p-1 （单一故障准则应用）说明。木标准由工作组SC6. 3制订。范围中华人民共和国国家标准单一故障准则应用于核电广安全系统Application of the single failure criterion to safety systems in nuclear power plant GB/T 13626 2001 代替GB/T13626 1992 本标准规定了单一故障准则应用于核电厂安全系统的电源、仪表和控制部分的一般原则

9、和要求。本标准阐明单一故障准则，探讨各类故障，指导安全系统如何应用单故障准则并提出了一个可接受的单一故障分析方法。2 本标准不规定哪些系统服从单一故障准则。本标准适用于核电厂安全系统。本标准的应用必须与GB13284-1998的要求及其规定的单一故障准则一致。引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。3 GB/T 7163 1999 核电厂安全系统的可靠性分析要求（eqvIEEE Std 577: 1976) GB/T 9225 1999 核电厂安全系统可靠性分析

10、一般原则U(eqv ANSl/lEEE Std 352: 1987) GB/T 12788-2000 核电厂安全级电力系统准则（eqvIEEE Std 308,1991) GB 13284一1998核电厂安全系统准则（eqvIEEE Std 603: 1991) GB/T 13286 2001 核电厂安全级电气设备和电路独立性准则（eqvIEEE Std 384: 1992) 定义本标准采用下列定义。3. 1 故障（失效）failure 某物项丧失规定的功能。3.2 可探测故障detectable failure 通过定期试验发现的故降或由报替、异常指示揭示的故障。在通道、序列或系统级探测到的

11、部件故障是可探测故障。注z可判明的但不可探测的故障是那些不能通过定期试验发现或不能由报警、异常指示揭示的但由分析判明的故障3.3定期试验periodic test 按计划的时间间隔，为探测故障和证实可运行性所进行的试验。3.4 共因故障common cause failure 出一个公共原因引起的多重故障。3. 5 设计基准事件design basis events 为确定构筑物、系统和部件可接受的性能要求，在设计中采用的假设始发事件。中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局2001-1024批准2002 04 01实施1 L一句GB/T 13626 2001 3.6驱动器actuation d

12、evice, actuator 直接控制执行装置原动力（电力、压缩空气、液体流等）的部件或一些部件的集合，例如电路断路器、继电器和先导阀等。3, 7 执行装置actuated equipment 用来完成一个安全动作的原动机和被驱动设备的组合。注g原动机的例子有汽轮机、电动机和电磁线圈。被驱动设岳的例子有控制棒、军和阀门3.8 辅助支持设施auxiliary supporting features 为安全系统完成其安全功能提供诸如冷却、润滑和动力等服务的系统或设备。3. 9 安全执行系统safety actuation system 安全系统的一部分，当受到保护系统信号触发时，为完成要求的某个

13、安全动作所必需的设备集合。3. 10 安全系统safety system 与安全有重要关系的系统，用于在任何工况下保证反应堆安全停堆、从堆芯排出热量和（或）限制预计运行事件和事故工况的后果。注2安全系统包括保护军统、安全执行系统和辅助支持设施为完成安全功能的安全系统的电气部分属安全级（IE级）。3, 11 执行设施execute features 由电气设备和机械设备及其连接件组成。接到来自监测指令设施的信号后，执行与安全功能直接或间接有关的某一功能。执行设施的范围从监测指令设施的输出端开始直到并且包括执行装置与过程的钢合处。3. 12 监测指令设施sense and command feat

14、ures 产生与安全功能直接或间接有关的信号的电气和机械设备及其连接件。其范围是从被测过程变量开始直到执行设施输入端为止。3. 13 安全组safety group 能完成某一安全功能的一组最少量部件、组件和设备的组合3. 14 安全功能safety function 为了把核电厂参数保持在按设计基准事件确定的可接受的限值内所必需的一种过程或条件（例如应急负反应性引人、事故后热量排出、应急堆芯冷却、事故后放射性物质消除和安全壳隔离。注z完成某一安全功能是由反应堆停堆系统和辅助支持设施、或者是由专设安全设施和辅助支持设施、或者是由两者完成所有必需的保护动作来实现的。3, 15 保护动作prote

15、ction action 为完成某一安全功能在监测指令设施内产生一个信号或触发执行设施内设备的运行。3. 16通道channel在核电厂工况需要时，为产生一个单一保护动作信号需要的元器件和组件的一种配置。一个通道在各单一保护动作信号汇合处就丧失其特征。3, 17 冗余设备或系统redundant叫uipmentor systen1 功能相同的两个或两个以上的设备或系统，其中任何一个都可以完成要求的功能而与其他设备或系统是否处于正常状态无关。注g可通过景用相同的设备，设备多样性或功能多样性来实现冗余。3. 18共享系统shared systems 2 在多机组电厂内，能为一个以上机组完成功能的构

16、筑物、系统和部件。共享包括下述含意a）系统同时由两个机组共享；b）时间序列共享，或者说，按照事件序列在不同时间由两个机组共享：一一一GB/T 13626 2001 c）系统在某一给定时间仅由一个机组使用，但它可按指令从该机组断开并由另一机组使用。3. 19 系统逻辑system logic 4 5 监测两个或两个以上通道的输出并按预定的组合规则（如三取二、四取二等）给出输出信号。单一故障准则对某一设计基准事件，并同时存在下述情况时，安全系统应有能力完成全部必需的安全功能za）在安全系统内存在任何单一可探测故障，并同时存在所有可判别的但不可探测的故障；b）由上述单一故障引起的所有故障；c）引起要

17、求安全功能的设计基准事件或由设计基准事件引起的所有故障和系统误动作。单一故障可能出现在要求安全系统动作的设计基准事件之前或设计基准事件期间的任何时间。要求在单一故障准则应用于安全系统设计时，应考虑满足5.1 5. 6的有关要求，其中有些条件是隐含的。5. 1 独立性和冗余性独立性原则是有效应用单一故障准则的基础安全系统的设计应使某部件的单一故障不影响任一独立的与其冗余的部件或系统的正确运行。5.2 不可探测的故障单一故障准则应用隐含了故障的可探测性。可探测性是系统设计和规定试验的功能之一。不能由定期试验发现或不能由报警、异常指示揭示的故障是不可探测的故障。安全系统分析目的之一是判别不可探测故障

18、。当判别了不可探测的故障，应采取下列措施2a）优先采取的措施是重新设计系统或重新制订试验方案以使故障成为可探测的；b）另一可采取的措施是假定已出现了所有已判定的不可探测故障，分析每个单一故障的影响。5.3 级联故障当有理由认为系统中的些附加故障是由于任一来源的（机械的、电气的或环境的）单故障引起时，贝tl应把这些级联故障统一考虑为单一故降。5.4 设计基准事件和单一故障导致需要安全功能的设计基准事件可能引起系统部件、组件或通道故障。为了预防由设计基准事件引起的故障，设备的设计、质量鉴定和安装应避免这类预期故障当分析表明设计基准事件将导致安全系统的部件、组件或通道故障时，则应把这些故障考虑为该设

19、计基准事件的后果。对要满足单故障准则的系统，应证明在存在这些由设计基准事件引起的故障、存在所有巳判别的不可探测故障和任别的单一故障时，系统能完成所要求的安全功能5.5 共因故障当进行单一故障分析时，应把某些共因故障考虑为单一故障。这些故障可能存在于不同的部件，并有不同的故障模式05. 3和5.4已分别讨论了来自级联故障和设计基准事件的故障。它们必须包括在单一故障分析中。不属于单一故障分析范围的共因故悻包括2可能来自外部环境影响、设计缺陷、制造错误、维修错误和运行错误的故障。设计鉴定和质量保证程序是为了防范外部环境影响、设计缺陷和制造错误。人员培训、正确的控制室设计和运行、维护、监督规程是用来防

20、范维修和运行人员错误的。5.6 共享系统应用于有共享系统的机组的单一故障准则如下za）假设在共享系统或在与共享系统接口的辅助支持设施内存在一个单一故障，则所有机组的安全3 、一_._ GB/T 13626-2001 系统都应有能力完成其所要求的安全功能。bl在每一机组未共享的系统内同时存在一个单一故障时，每一机组的安全系统都应有能力完成其所要求的功能。设计应保证在一个机组内的单一故障不影响（不扩展到）另一机组，从而不妨碍共享系统完成其要求的安全功能。在单一故障分析时，不必同时考虑川和b）的故障，即对电厂进行单一故障分析，论证满足准则川，然后重复单一故障分析论证满足准则川。6 单一故障的设计分析

21、应系统地对应用单一故障准则的安全系统的设计进行分析，以确定是否存在违反单一故障准则的情况。本章将对进行单一故障分析给予指导。本章所建议的方法是一种可接受的分析系统的方法，但不是唯一的方法。进行单一故障分析的其他步骤见GB/T9225 1999第5章。6. 1 步骤按下述步骤对每个设计基准事件进行系统的分析。6. 1. 1 应确定要进行分析的安全功能（例如降功率、安全完隔离、堆芯冷却等）。6. 1. 2 应确定用以完成安全功能的安全动作（例如快速插入控制棒、关闭安全壳隔离阀、安全注入、堆芯喷淋等）。6. 1.3 应确定足以满足所要求安全功能的安全组。例如两个堆芯喷淋子系统或一个堆芯喷淋于系统和两

22、个低压冷却剂注入子系统都足以冷却堆芯。6. 1. 4 应验证在6.I. 3所确定的安全组的设计独立性，即通过检查至少有两个安全组，这些安全组没有共享设备或易损点（例如其位置和配置低于可接受实体分隔要求的继电器、开关装置、母线、电源等）来验证独立性。一旦确立了独立性，就证明了存在完成安全功能的冗余能力，就不需要为满足单一故障准则去进一步考虑存在于冗余部分内的潜在故障。注：在某些情况下不能很容易地确立独立性（如冗余通道或冗余序列汇集在一起的三取二结构的系统h而在另一些情况下较容易地确立独立性（如冗余通道或冗余序列不汇集在一起的二取一结构的系统h对此，进一步的指导见6.2 I和6.2. 2. 6.

23、1. 5 对独立性不易被证明的系统或系统的某些部分，应进行潜在故障的系统性研究以确保不违反单一故障准则。故障例子有短路、开路、接地、高阻抗短接到地、热短路、交流或直流低电压以及那些由引人的可信最大交流或直流电势引起的或其后果的故障。应同时考虑电气故障和机械故障。一个部件可能有不同的故障模式，应对每一种模式进行单独的分析。应分析安全设备的所在位置和自己置以确定共因故障的影响。6.2 系统某些特定部分的分析当进行单一故障分析时，安全系统的某些部分可能要求一些特殊考虑。6.2. I 6. 2. 6列出这些部分应用单一故障准则时可能关注的几个方面和要求。6.2. 1 通道，相互联接若通过数据记录仪、试

24、验电路等装置使冗余通道间相互联接，其联接部分是可能丧失独立性的区域。应分析这些相互联接部分以保证单一故障不会导致丧失安全功能。对那些可能导致丧失安全功能的单一故障，应分析冗余部分的隔离措施。6.2.2 系统逻辑在单一故障分析中，系统逻辑的分析特别重要，因为冗余通道和冗余的驱动电路在这里汇集。分析应证明在系统逻辑中的单一故障不会引起可能导致丧失安全功能的通道故障或驱动电路故障。6. 2. 3 驱动器4 L一GB/T 13626 2001 为了确保不存在可能引起丧失安全功能的单一故障，应分析按失电时以最可能的模式失效所设计的驱动器，例如应分析使驱动器端误保持电源的故障或引起妨碍移动到优先位置的机械

25、粘结故障。应分析那些在要求安全动作时接人动力源的驱动器，以确保单一的开路、短路或失去动力源不会导致丧失安全功能。应从可能影响系统能力的故障出发，对整个驱动器系统（包括气动、机械、电气和液压部件在内）进行分析，以满足单一故障准则。应特别注意要保证驱动器机械部分的故障不引起冗余设备的电气故障，电气故障也不引起冗余设备的机械故障。6.2.4 电源电源有可能以几种方式引起丧失安全功能，例如电源故障引起的高压可能导致冗余通道的故障（如晶体管故障，低压可能导致丧失冗余通道，电源的频率和波形变化可能引起冗余通道整定值的漂移。单一故障分析应包括整个电源系统，包括可以甩去非主要负荷的装置。有关这方面的进一步指导

26、见GB/T12788, 6.2. 5 辅助支持设施任何为应用单一故障准则的安全系统的正常运行所需要的辅助支持设施，应作为它支持的系统的一部分被包括在单故障分析中。例如当安全系统的部分和保持受控环境相关时，除非能证明环境系统故障不会导致丧失所要求的安全功能，否则环境系统的故陪就可能成为违反单故障准则的潜在原因。如果辅助支持设施的设计不满足单一故障准则，则不管是否丧失辅助支持设施，均应确保完成所要求安全功能的能力。6. 2. 6 仪表管路联接传感器和工艺系统的管路（例如，包括参考小室、平衡阀和隔离阀等）应包括在单一故障分析内。6.3 其他考虑6. 3. 1 与安全系统稠合的其他系统应检查以某种方式

27、与应用单一故障准则的安全系统精合的所有其他系统（如非安全级的试验电路），以确定在这些系统内的任何故障是否能使安全系统劣化。如果它们能使安全系统的某部分失效，则应假定存在那些故障作为初始条件，进行安全系统的单一故障分析。有关这方面的进一步指导见GB/T13286。6.3.2 概率评价特性不应该用概率评价取代单一故障分析。但是，安全系统的概率评价特性可用于论证某些假设故障不可信，从而不需要在单一故障分析里考虑。有关这方面的进一步指导见GB/T7163和GB/T9225。6.3. 3 由单一故障引起系统驱动的可能性应检查由单一故障引起的系统驱动的可能性，以判定这样的驱动是否会构成个具有不可接受的安全

28、后果的事件。对任何被判定为不可按受的驱动，应满足单一故障准则，也就是，在系统中存在所有不可探测的故障外，还存在任一单个可探测故障时，不准引起安全系统驱动。5 6 GB/T 13626-2001 附录A （提示的附录）参考文献下列文件在应用本标准时可能提供有用的信息21) CFR Publication 10 CFR 50. 49(Jan. 1994) 2) CFR Publication 10 CFR 100 (Jan. 1994) 3) IAEA Safety Series NO. 50 P 1(1990),Application of the single Failure Criterion 一一一一二一一一一二一二FCONUNnf 民国家标准单一故障准则应用于核电厂安全系统H筒。国和共人华中GB/T 13626 2C I 晤中国标准出版社出版北京复兴门外三里河北街16号邮政编码100045电话，68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷新华书店北京发行所发行各地新华书店经售68517548 字数17千字铸印张3/41/16 开本88012302002年4月第一次印刷2002年4月第一版印数J-2OJO 司峙书号，155066 1 18299 网址wwwbzcbs. com 版权专有侵权必究举报电话：010)68533533GB/T 13626-2001