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NB/T 20425-2017

基本信息

标准号: NB/T 20425-2017

中文名称:核电厂内部水淹概率安全评价开发方法

标准类别:能源标准(NB)

标准状态:现行

出版语种:简体中文

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相关标签: 核电厂 内部 概率 安全 评价

标准分类号

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出版信息

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标准简介

NB/T 20425-2017.Methodology for performance of internal flooding probabilistic safety assessment for nuclear power plants.
1范围
NB/T 20425规定了核电厂内部水淹一级概率安全评价(PSA)的开发方法,提供了内部水淹一级PSA的分析过程、分析要点等。
NB/T 20425适用于压水堆核电厂功率运行工况内部水淹- -级PSA. 在考虑停堆工况特性并进行适当修正后,也适用于停堆工况内部水淹一级PSA。 其他堆型的核电厂 可参照执行。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注 日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
NB/T 2.0037.1应用于核电厂 的一级概率安全评价第1部分: 总体要求
NB/T 20037.3-2012应用于 核电厂的概率安全评价第3部分: 水淹
3术语、定义和缩略语
NB/T 20037.1与NB/T 20037.3-2012界定的以及下列术语、定义和缩略语适用于本文件。
3.1术语定义
下列术语及定义适用于本文件。
3.1.1水淹区域flood area
与其他区域之间有足以防止水淹危险的水淹屏障相隔离的建筑物或电厂的一部分,在同一水淹区域内,水淹对电厂有相似的影响。
3.1.2水淹效应flood effeet
因水淹而对构筑物、系统和部件(SSC) 产生的不利影响。
3.1.3水淹情景flood scenario
描述水淹事件的一组要素。
注:这些要素通常包括水淹时刻的电厂运行状态、水淹区域、水淹源和失效模式,水淹事件类型(比如喷淋、局部水淹、重大水淹等),还包括水淹漫延、水淹损坏的SSC和始发事件在内的水淹影响,以及操纵员动作和缓解系统的响应等。

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标准内容

ICS27.120.20
备案号:57428—2017
中华人民共和国能源行业标准
NB/T20425—2017
核电厂内部水淹概率安全评价开发方法Methodology for performance of internal flooding probabilistic safetyassessmentfornuclearpowerplants2017-02-10发布
国家能源局
2017-07-01实施
1范围
规范性引用文件
3术语、定义和缩略语
3.1术语定义,
3.2缩略语..
4内部水淹概率安全评价开发方法4.1方法概述
4.2任务1:识别水淹区域,
任务2:识别水淹源、水淹机理和重要SSC任务3:现场巡访
4.5任务4:水淹区域定性筛选
4.6任务5:水淹情景分析
任务6:水事件频率计算.
任务7:水淹后果分析.
任务8:水淹人员可靠性分析..
任务9:建立水淹情景的PSA模型4.10
任务10:水淹情景的定量化.
任务11:IFPSA文件编制,
附录A(资料附录)
参考文献
内部水淹巡访检查清单示例
NB/T20425—-2017
NB/T20425—2017
本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由核工业标准化研究所归口。本标准起草单位:上海核工程研究设计院、苏州热工研究院有限公司、中国核电工程有限公司。本标准主要起草人:仇永萍、杨英豪、杨志超、詹文辉、叶旭华、孙金龙、徐晓燕、马原、黄立华。1范围
核电厂内部水淹概率安全评价开发方法NB/T20425—2017
本标准规定了核电厂内部水淹一一级概率安全评价(PSA)的开发方法,提供了内部水淹一级PSA的分析过程、分析要点等。
本标准适用于压水堆核电厂功率运行工况内部水淹一级PSA,在考虑停堆工况特性并进行适当修正后,也适用于停堆工况内部水淹一级PSA。其他堆型的核电厂可参照执行。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。NB/T2.0037.1应用于核电厂的一级概率安全评价第1部分:总体要求NB/T20037.3--2012应用于核电厂的概率安全评价第3部分:水淹3术语、定义和缩略语
NB/T20037.1与NB/T2.0037.3一2012界定的以及下列术语、定义和缩略语适用于本文件。3.1术语定义
下列术语及定义适用于本文件。3.1.1
水湾区域floodarea
与其他区域之间有足以防止水淹危险的水淹屏障相隔离的建筑物或电厂的一部分,在同一水淹区域内,水淹对电厂有相似的影响。3.1.2
水淹效应floodeffect
因水淹而对构筑物、系统和部件(SSC)产生的不利影响。3.1.3
水淹情景floodscenario
描述水淹事件的一组要素。
注:这些要素通常包括水淹时刻的电厂运行状态、水淹区域、水淹源和失效模式,水淹事件类型(比如喷淋、局部水淹、重大水淹等),还包括水淹漫延、水淹损坏的SSC和始发事件在内的水淹影响,以及操纵员动作和缓解系统的响应等。
NB/T20425—2017
高能管道系统high-energypipingsystem在电厂正常运行工况下最高运行压力超过2MPa(表压)或最高运行温度超过100℃的任何系统或系统的组成部分。如果管道系统在这些限值以上运行的时间相对于其执行预定功能的时间而言仅为很短的一部分(小于2%),则可将其划分为中能管道系统。在某些电厂设计中的余热排出系统可能就是这种系统的一个例子。
内部水internalflood
由核电厂内水淹源,如管道、水箱、热交换器等引起的水事件。3.1.6
中能管道系统moderate-energypiping system在电厂正常运行工况下最高运行压力小于等于2MPa(表压)且最高运行温度小于等于100℃的任何系统或系统的组成部分。所有承压高于大气压力而没有划分为高能管道系统的管道系统均应划分为中能管道系统。
喷溅spray
液体直接喷射或飞溅到设备上,尤其是电气设备上,可能影响设备的绝缘或因液体渗入设备后导致内部电路短路,从而导致设备失效的一种水效应。3.1.8
淹浸submergence
设备所在区域的水位超过设备底部,导致设备被水淹没/浸泡的一种水淹效应。注:在水淹PSA中--般假定设备淹浸将导致设备(一般指电气设备)失效。当电气设备底部(例如底座之.上被滤没时,通常认为电气设备失效,除非有详细的评估证明,设备部分淹没时仍然可用。但这一假设一般不适用于非能动设备,比如热交换器、止回阀、手动阀,也不适用于其他在事故工况下不需要改变其状态位置或不需要外部动力改变其状态位置或操作的设备。3.1.9
现场巡访walkdown
对核电厂系统和部件所在现场区域的检查及对电厂人员的访谈,以确保规程、图纸、设备位置和运行状态的正确性,并确定在事故工况下环境对设备的影响或系统对设备的影响。3.2缩略语
下列缩略语适用于本文件。
CDF:堆芯损坏频率
FDS:水损伤状态
HELB:高能管道破裂
HEP:人员失误概率
HFE:人员失误事件
HRA:人员可靠性分析
IFPSA:内部水淹概率安全评价/分析2
PSA:概率安全评价/分析
SSC:构筑物、系统和部件
4内部水淹概率安全评价开发方法4.1方法概述
4.1.1总则
NB/T20425—2017
本节对IFPSA的分析方法进行介绍,说明了IFPSA的过程、详细的分析步骤和步骤间的关系。IFPSA包括11项任务,分为定性评价、定量评价和报告编制三个阶段。定性评价阶段包括识别水区域,识别水淹源、水淹机理和重要SSC,现场巡访和水区域定性筛选4部分内容,如图1所示。定量评价阶段包括水淹情景分析、水淹事件频率计算、水后果分析、水淹人员可靠性分析、建立水淹情景的PSA模型、水淹情景定量化等6部分内容,其任务关系如图2所示。任务1
识别水港区城
任务2
识别水滤源、水
滤机理和重要
任务3www.bzxz.net
现场访
每个区域的水液
源,受影响设备
和没延路径
任务4
水流区域定性筛
对保留的区域进
行定量化评价
水沌是否对安全
重要SSC有潜在
的影响?
水淹是否会引起
始发事件或影响
电广安全停堆?
区域内是否
有水淹源?
率图2
可筛除该水流区
图1定性评价阶段的主要步骤和任务3
NB/T204252017
上接图1
开始定量化评价
任务5
水情景分析
任务6
水流事件频率计
任务7
水淹后果分析
任务8
水海人员可靠性
每个水潼情景PSA
建模所需的信息
任务9
建立水滤情景的
PSA模型
任务10
水泡消景的定量
任务11
内部水滤PSA的
报告编制
完成内部水淹PSA
图2定盘评价阶段和文件编制阶段的主要步骤和任务图1、图2给出了IFPSA的主要任务和每个阶段的一些重要输出和需完成的工作。需要注意的是IFPSA是一个不断重复选代的过程,每项任务不一定严格按照图中的顺序进行。4.1.2定性评价阶段
在任务1、2中,利用现有的电厂资料来识别水淹区域,以及各水淹区域内的水淹源和重要SSC。在进行水淹区域定性筛选之前,需要通过现场巡访确认空间信息。需要注意的是,虽然在图1中列出了现场巡访作为定性评价的一部分,但该任务也用于支持定量评价阶段中某些特定的方面(如确定导致设备失效的最低水淹高度)。现场巡访的主要目的是核实在划分水淹区域、识别水源、形成描述水淹情景的关键输入信息中所做的相关假设。对于尚处于设计或在建阶段的核电厂,可通过参考类似电厂、核实设计信息等途径达到确认相关信息和假设的目的。基于前三项任务收集的信息,根据制定的筛选准则筛除无水淹风险或水淹风险很小的水淹区域。该准则考虑水淹发生和漫延的可能性、引起始发事件或需要电厂紧急停堆的可能性、导致应对始发事件或紧急停堆以防止堆芯损坏所需SSC的失效。4.1.3定量评价阶段
NB/T20425—2017
如图2所示,在定量评价阶段,首先要对定性筛选后保留的水淹区域进行水淹情景分析。按照不同水淹源、水淹事件类型(喷淋、局部水淹或重大水淹)、不同水淹漫延和缓解的可能性,每个区域可定义多个水淹情景。任务6针对每一个确定的水淹情景计算水淹事件的发生频率,用于IFPSA模型定量化。在任务7中,开展水淹事件发生后电厂响应及水淹事件后果分析。该任务包括评价水淹情景中受水淹影响SSC的各种失效模式和机理,以此评估水淹事件对电厂产生的影响。即使水淹没有直接导致始发事件,但需要立即停堆或后撤(例如,根据技术规格书要求的手动停堆),该情景仍然需要考虑,因为水淹可能导致的SSC失效会增大堆芯损坏的可能性。在任务8中完成水淹情景相关的人员动作模化和人员失误概率定量化,包括导致水淹的人员动作、终止水淹或者缓解水淹后果的人员动作、为响应始发事件或电广停堆的人员动作等。在该任务中,应分析在应对水淹事件的同时执行应急运行规程过程中各种人员动作之间的相关性。为计算核电厂内部水淹事件对CDF的贡献,需要水淹情景、相应水淹事件的频率和电厂内部事件PSA模型之间的接口,该接口的建立在任务9中完成。在任务10中,对内部水淹相关的事件序列进行定量化。
4.1.4文件编制阶段
任务11是对IFPSA进行文件编制。建议在IFPSA的各项任务过程中同时进行文件编制,这样在完成任务10后只需对评价结果进行文件编制。以下将对11项任务的分析方法进行详细介绍。4.2任务1:识别水淹区域
本任务的起始点是确定IFPSA的分析范围,然后根据区域间是否存在直接连通和漫延的可能性来确定相对独立的基本分析单元,即识别水淹区域。根据IFPSA范围和电厂建筑设计及设备布置等信息来确定水区域。对于压水堆核电厂来说,IFPSA的范围一般包括辅助厂房、汽轮机厂房等厂房内的水淹区域和潜在的水淹源。根据电厂的特定布置情况来确定是否需要考虑来自其他厂房或构筑物的水淹漫延。水缓解设施,如防水坎、防喷淋罩和地漏等会影响水淹区域的识别,在识别漫延路径或者评价SSC是否受水淹影响时,需要考虑这些缓解设施。建议利用现场巡访收集的信息绘出“水淹漫延路径图”,用于支持水淹情景分析。图3给出了一个漫延路径图示例。水港区域40356
破口所在区域
水湾区域40352
房外空旷区域
水流区域40350
水淹区域40353,
水淹区域40311
水区域40327
图3水淹漫延路径示例图
NB/T20425-2017
如果水淹区域的边界上有门,可根据以下原则进行分析:a)对于水密门,假设水密门为完整的防水淹屏障:b)对于非水密门和防火门,门作为防水淹屏障的完整性需要进行验证。例如,假设区域水淹水位超过一定高度时可推开门,向相邻区域漫延。表1列出了识别水淹区域所需要的信息源示例,这些信息需要在现场巡访中进一步确认。表1
需要的信息
区域的特定标识符
识别水淹区域所需信息源示例
信息来源
电广建筑图
识别每个实体边界(例如,东、南、西、北、顶部和底部)
识别直接连通的区域
对于每个区域,识别屏障和漫延路径:门/门类型
管道贯穿件
电缆贯穿件
暖通设备路径和开孔
排水沟
k)墙壁
对于以上每个屏障,确定其标高、尺寸、是否密封。确定门的开向和尺寸。
确定区域的尺寸
m)估算设备占房间多少空间
4.3任务2:识别水渣源、水机理和重要SSC4.3.1识别水淹源
设计基准水淹计算
HELB区域
其他特定电厂水分析信息
特定电厂的运行经验
现场巡访信息
压力边界失效影响评价
电厂内所有流体输运的系统都认为是潜在的水淹源。水淹源通常认为是水,但其他流体也应该加以考虑。对于每个选定的水淹区域,分析中应包含以下水淹源:a)水淹区域内的与流体系统相连设备(如管道、阀门、泵和水箱):b)水淹区域内的电厂内部水源(如水池):c)通过系统或构筑物与该区域相连的电厂外部水源(如水库或河流等最终热阱);d)来自其他水淹区域的泄漏(如地漏回流等):e)多机组或跨机组的潜在水源(对于公用系统和构筑物的多机组厂址)。表2列出了识别水淹源所需的信息源示例,这些信息需要在现场巡访中进一步确认。需要的信息
表2识别水滚源所需信息示例
信息来源
特定电厂的设备数据库
水淹源类型(管道、阀门、箱体)水淹源边界
水淹源编码
水淹源的流体来源
水淹源容量
水淹源的标高
水源的压力和温度
水淹源的流体标高
对于管道:尺寸、焊缝数目、管道长度或管段数,包括管道材料和降级影响
4.3.2识别水滴机理
电厂建筑图
电厂总体布置图
管道轴测图
NB/T20425—2017
管道和仪表流程图(P&ID图)
设计基准水淹计算
管道性能数据
电厂历史数据
电厂系统说明书和运行规程
流体系统压力边界破裂可能由各种类型的失效模式造成,这通常与不同的降级或压力瞬态有关,也可能是在维修工作中,由于人员动作或误动导致水淹。表3列出了识别水淹机理所需的信息源示例。同样,这些信息需要通过现场巡访进一步确认表3识别水淹机理所需信息示例
需要的信息
水机理-设备
a)确定导致管道、水箱、阀门、垫圈、膨胀节、接头等流体泄漏设备特定的失效模式
识别设备标商
确定破口尺寸
识别管道的失效机理
水淹机理一维修
识别可能导致流体系统开口的维e)
修活动
识别维修活动的位置
确定开口的尺寸
4.3.3识别易受水淹影响的SSC
信息来源
特定电厂的设备数据库
电厂建筑图
电厂总体布置图
管道轴测图
P&ID流程图
设计基准水淹计算
管道性能数据
工业运行数
系统工程师访谈信息
电厂历史数据
IFPSA关注的SSC不仪应包括内部事件PSA中模化的设备,还应包括内部事件PSA模型中未模化的易受水淹影响(其失效会影响正常电厂运行)的重要设备。PSA模型确定的有些设备边界可能包含多7
NB/T204252017
个部件,例如泵失效可能是泵本体失效,也可能是相关的断路器、接线盒和仪表控制线路失效。识别PSA模化设备应包含PSA设备边界内的所有部件。对于每个识别的SSC,应确定其在区域内的空间位置,并通过现场巡访确认SSC的确切位置及其相关的缓解设施。对于喷溅,假设其最小的影响范围为3m的水平距离,而高能水源的影响范围为6m的水平距离。该距离是根据经验确定的,应通过现场巡访进行确认。识别每个区域内的SSC需要用到的信息源示例如表4所示。
表4识别SSC所需信息示例
需要的信息
a)识别需要考虑的SSC清单
通过区域标识确定设备的位置
识别设备的标高和相对于水淹源的方位
d)识别受喷淋、局部水淹和重大水淹影响的可能性
e)确定与部件相关的所有水淹缓解设施:例如屏障、水淹或喷淋防护能力等级
f)确定SSC失效是否导致停堆和/或缓解功能失效
4.4任务3:现场巡访
4.4.1概述
信息来源
内部事件PSA模型
电厂建筑图
电厂总平面布置图
内部事件PSA模型
电厂运行技术规格书
上述两项任务都是基于已有电厂资料基础上开展的,为了验证这些信息的准确性,需要进行现场巡访。
执行巡访任务的团队至少应包括:水淹PSA分析人员、熟悉现有内部事件PSA的分析人员和熟悉电厂布置、系统、水淹源等的工程师或电厂操纵员。建议现场巡访采用空间自上而下的方法进行,从最高层开始,逐层往下,直到最底层。现场巡访的范围应该包括验证任务1和2中所确定的信息,并获取未能从电厂原始文件中得到的其他信息。除现场核对电厂信息外,现场巡访的另一项任务是与电厂运行、维修、消防等人员访谈,了解电厂关于水淹事件的安全管理、事件响应等。获得的信息将支持水淹情景分析和人员可靠性分析。在现场巡访中,应该确认重要SSC及其空间位置。对于每个重要电气设备,应该标明能够导致其故障的水淹高度。对于所有的水淹区域,应该确认房间内设备所占区域的容积。通过现场巡访验证以下信息。
4.4.2水淹区域
验证任务1中电厂信息的准确性,并且获取或验证:a)划分水淹区域所需的空间信息:确定水淹区域时所用的电厂设计特征。b)在
4.4.3水淹源
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