Приложение 6 РУКОВОДСТВО ПО БЕЗОПАСНОСТИ. АЛГОРИТМ ОЦЕНКИ ВЕРОЯТНОСТЕЙ (ЧАСТОТ) ПОЖАРОВ ИЛИ ЗАТОПЛЕНИЙ
Приложение N 6
к руководству по безопасности
"Основные рекомендации
к разработке вероятностного
анализа безопасности уровня 1
блока атомной станции
для инициирующих событий,
обусловленных внутриплощадными
пожарами и затоплениями",
утвержденному Приказом
Федеральной службы
по экологическому,
технологическому
и атомному надзору
от 5 сентября 2012 г. N 496 
АЛГОРИТМ ОЦЕНКИ ВЕРОЯТНОСТЕЙ (ЧАСТОТ)
ПОЖАРОВ ИЛИ ЗАТОПЛЕНИЙ
Общее число пожаров или затоплений и соответствующее время наблюдения рекомендуется оценивать с использованием следующих двух уравнений:
F = SUM f , (1)
i i,k
Блоки со всех АС
T = SUM(N x T ), (2)
i i,k k
Блоки со всех АС
где:
i - номер типа компонентов, рассмотренных как источники возгорания или
затопления;
k - номер блока рассматриваемых АС;
F - число инцидентов пожаров или затоплений, связанных с i-ым типом
i
компонента;
f - число инцидентов пожаров или затоплений, связанных с i-ым типом
i,k
компонента k-го блока АС;
T - полное время наблюдения, связанное с i-ым типом компонента;
i
T - время эксплуатации k-го блока АС;
k
N - общее количество компонентов i-го типа на k-ом блоке АС.
i,k
Если полное время наблюдения для всех компонентов и число пожаров или
затоплений для всех компонентов вычисляются как сумма времен наблюдения для
всех компонентов T = SUM T и сумма числа пожаров или затоплений F =
н i
SUM F , обусловленных рассматриваемыми компонентами, то, соответственно,
i __
среднее значение вероятности (частоты) FR пожара или затоплений может
оцениваться для пуассоновского потока событий с использованием байесовской
процедуры с неинформативным априорным распределением по формуле (3):
__ (2F + 1)
FR = --------. (3)
2T
н
Нижняя FR и верхняя FR границы параметра FR определялись с
н в
2
использованием хи -распределения для двухстороннего доверительного
интервала с доверительной вероятностью p = 0,9 по следующим формулам:
2
хи х (2F + 2)
(1+p)/2
FR = --------------------, (4)
в 2T
н
2
хи х 2F
1-(1-p)/2
FR = ----------------, (5)
н 2T
н
где:
p - доверительная вероятность;
FR - верхний предел доверительного интервала;
в
FR - нижний предел доверительного интервала.
н
Вероятность (частота) пожара или затопления может приниматься
подчиняющейся закону логнормального распределения. Для логнормальной модели
при доверительной вероятности p = 0,9 в качестве параметра неопределенности
используется фактор ошибки "ef", значение которого определяется по формулам
приближения гамма-распределения к логарифмически нормальной модели:
┌ ______
│ /FR
│ / 0,95 __
│\/ ------ FR >= 3,87 FR
│ FR 0,95
│ 0,05
ef = < __________________ , (6)
│ / FR
│ /2 0,95 __
│exp[z (z - \/z - 2ln(------))] FR < 3,87 FR
│ 0,95 0,95 0,95 __ 0,95
└ FR
где:
ef - фактор ошибки логнормального распределения;
Z - 95-процентиль стандартного нормального распределения (~ 1,645).
0,95
При наличии специфических данных с применением метода Байеса
производится обновление обобщенных оценок с использованием специфических
данных о событиях пожара или затоплений, имевших место на исследуемом
блоке.
Процедуру переоценки вероятностей (частот) пожаров или затоплений
рекомендуется проводить в несколько этапов, приведенных ниже.
Этап 1. Определение стандартного логарифмического отклонения для
распределения обобщенных вероятностей (частот) пожаров или затоплений:
ln(ef)
сигма = ------, (7)
Z
0,95
где:
сигма - стандартное логарифмическое отклонение;
ef - логнормальный фактор ошибки для обобщенных вероятностей (частот)
пожаров или затоплений;
Z - 95-процентиль стандартного нормального распределения (~ 1,645).
0,95
Этап 2. Определение вариации для распределения обобщенных вероятностей
(частот) пожаров или затоплений:
2
__2 сигма
Var = FR (e - 1), (8)
где:
Var - вариация для распределения обобщенных вероятностей (частот)
пожаров или затоплений;
__
FR - среднее значение обобщенной вероятности (частоты) пожара или
затопления;
сигма - стандартное логарифмическое отклонение.
Этап 3. Определение параметров гамма-распределения альфа и бета:
__2
FR
альфа = ---, (9)
Var
__
FR
бета = ---. (10)
Var
Этап 4. Определение параметров апостериорного распределения альфа' и
бета' с использованием метода байесовской модификации:
альфа' = альфа + F , (11)
t
бета' = бета + T , (12)
t
где:
T - период наблюдения анализируемых систем (элементов)/помещений по
t
специфическим данным;
F - количество пожаров или затоплений по специфическим данным.
t
Этап 5. Определение средней апостериорной (обновленной) вероятности
(частоты) пожара или затопления:
__ альфа'
FR' = ------, (13)
бета'
____ альфа'
Var' = ------, (14)
2
бета'
где:
___
FR' - апостериорное среднее значение вероятности (частоты) пожара или
затоплений;
Var' - апостериорная вариация.
Этап 6. Определение логнормального фактора ошибки для апостериорного
распределения (ef'):
__________
/ Var'
ef' = exp[z \/ln(1 + ----)]. (15)
0,95 ___2
FR'
Определение числа событий, обусловленных
пожарами или затоплениями
При определении числа событий, обусловленных пожарами или затоплениями, рекомендуется анализировать все инциденты, относящиеся к пожарам или затоплениям на АС.
Для определения числа событий, обусловленных пожарами или затоплениями, рекомендуется использовать сведения из актов о нарушениях в работе АС, а также цеховых отчетах.
При определении числа событий, обусловленных пожарами или затоплениями, рекомендуется использовать следующие правила:
1) при наличии неоднозначности экспертного мнения (включать событие в анализ или не включать) событие консервативно включается в анализ;
2) события типа "пожар" или "затопление", которые случались в течение останова блока АС, включаются в анализ;
3) события типа "пожар" не включаются в анализ для оценки вероятностей (частот) пожаров, если воздействию пожара был подвержен лишь исходный компонент - источник пожара и событие не вызывало инициирующего события; указанные события обычно уже учтены при оценке вероятностей (частот) отказов компонентов в ВАБ для внутренних ИС;
4) события типа "затопление" не включаются в анализ для оценки вероятностей (частот) затоплений, если событие не вызывало ИС.
При анализе событий, обусловленных пожаром или затоплением, рекомендуется формировать перечень помещений, где произошел пожар или затопление (БПУ, РПУ, турбинный зал, дизель-генераторная, ЦНС и т.п.), а также указывать тип компонента, вызвавшего пожар или затопление (турбина, генератор, дизель-генераторы, насосы 6 кВ, насосы 0,4 кВ, силовые кабели, управляющие кабели, электрические панели, трансформаторы > 6 кВ, трансформаторы <= 6 кВ, распределительные устройства 6 кВ, распределительные устройства 0,4 кВ, вентиляторы, переносимые горючие материалы, инверторы, оборудование, содержащее водород, теплоизоляция, бак, трубопровод и т.п.).
ИС пожаров или затоплений рекомендуется группировать, учитывая отдельно обобщенные данные и специфические данные.
При выполнении ВАБ пожаров события о пожаре, используемые для оценки вероятностей (частот) пожаров с помощью зонально-ориентированного подхода, не рекомендуется учитывать при оценке вероятностей (частот) с применением компонентно-ориентированного подхода и наоборот.
В отчетной документации по ВАБ пожаров или затоплений рекомендуется представлять детальную информацию о реальных ИС, связанных с пожарами или затоплениями, а также собственно анализ этих ИС и его результаты.
Определение времени наблюдения
Для оценки вероятностей (частот) пожаров или затоплений требуется определение периода времени, на котором были выявлены события, обусловленные пожаром или затоплением и принятые для дальнейшего анализа.
Для определения времени наблюдения требуются следующие сведения:
1) время эксплуатации АС с момента физического пуска (включая все режимы эксплуатации - остановы, ППР);
2) общее количество компонентов, рассмотренных как источники возгорания или затопления;
3) общее количество аналогичных друг другу помещений.
При использовании компонентно-ориентированного подхода при оценке вероятностей (частот) ИС время наблюдения рекомендуется определять путем умножения числа компонентов, рассмотренных как источники возгорания или затопления, на продолжительность эксплуатации каждой из рассмотренных АС.
При использовании зонально-ориентированного подхода при оценке вероятностей (частот) ИС время наблюдения рекомендуется определять путем умножения числа аналогичных помещений на продолжительность эксплуатации каждой из рассмотренных АС.
Оценка вероятности (частоты) затопления
для зоны затопления зданий блока АС
После определения вероятностей (частот) затоплений для каждого из зданий блока АС определяются вероятности (частоты) затоплений для каждой из зон затопления каждого из зданий блока АС.
Поскольку затопления могут быть различного объема, то время до повреждения систем (элементов) при прочих равных условиях для событий с разным объемом затоплений будет отличаться, как будет отличаться и запас времени, который имеется у оперативного персонала для предотвращения повреждения систем (элементов). В результате риск от затоплений различного объема будет различным. Поэтому при определении вероятностей (частот) затоплений рекомендуется определять вероятности (частоты) затоплений для источников затоплений различной интенсивности. Рекомендуется рассматривать следующие объемы затоплений:
1) малый - затопление в количестве одного кубического метра, например протечки из задвижки;
2) умеренный - затопление в количестве 10 кубических метров (протечки насосов, разрывы небольших баков, течи трубопроводов);
3) большой - затопление в количестве 100 кубических метров (разрывы трубопроводов или баков);
4) очень большой - затопление в количестве 1000 кубических метров и более, например разрыв трубопроводов циркуляционной или технической воды.
Вероятность (частота) затопления для зоны затопления здания блока АС определяется путем умножения вероятности (частоты) события для здания блока АС на долю компонентов в зоне затопления от общего количества компонентов, рассматриваемых как источники затопления с учетом объема источника затопления.
Поскольку основными источниками затоплений являются трубопроводы, то доля компонентов в зоне затопления любого объема может определяться на основании длины трубопроводов, проходящих через рассматриваемую зону затопления и вызывающих затопление данного объема.
Рекомендуется трубопроводы различного диаметра, разрывы которых могут являться источниками затоплений, соотносить с одним из приведенных выше объемов затоплений.
Оценка вероятности (частоты) пожара для пожарной зоны
Вероятность (частота) пожара для пожарной зоны включает в себя две составляющие:
1) вероятность (частота) от элементов систем, рассматриваемых как источники возгорания;
2) вероятность (частота) от переносимых горючих материалов, а также сварки, резки металла и т.п.
Вероятность (частота) пожара от элементов систем,
рассматриваемых как стационарные источники возгорания
Для определения вероятности (частоты) пожаров в пожарной зоне требуется знание количества и типа компонентов в пожарной зоне, которые могут являться источниками возгорания. Вероятность (частоту) возникновения пожара для пожарной зоны FZ рекомендуется определять как сумму частот от всех источников возгорания:
N
Fстац = SUM(F x n ), (16)
FZ i=1 i i
где:
Fстац - вероятность (частота) возникновения пожара для пожарной зоны
FZ
FZ для стационарных источников возгорания;
i - тип компонента, рассмотренного как источник возгорания;
N - общее количество типов компонентов;
F - вероятность (частота) пожара в год на компонент для i-го типа
i
компонента;
n - число компонентов i-го типа в пожарной зоне FZ.
i
Вероятность (частота) пожара от переносимых горючих материалов
Вероятность (частоту) возникновения пожара от переносимых горючих
материалов рекомендуется оценивать для всей АС и затем разделять между
различными пожарными зонами, основываясь на площади пола пожарной зоны и
частоте присутствия персонала в пожарной зоне. Вероятность (частота) пожара
от переносимых горючих материалов для пожарной зоны F2 рекомендуется
FZi
определять по следующей формуле:
NZ
Fпер = Fпер x S x F / (SUM(S x F ), (17)
i i visit i i=1 i b visit i
где:
Fпер - общая частота пожаров на блоке АС из-за переносимых источников;
S - площадь пола пожарной зоны i в кв. м;
i
F - частота присутствия людей в пожарной зоне i;
visit i
i - номер пожарной зоны;
NZ - число пожарных зон.
Оценка F основывается на числе посещений пожарной зоны и
visit i
продолжительности посещения. Рекомендуется устанавливать продолжительность
посещения персоналом пожарных зон или зон затопления. Посещаемость пожарных
зон или зон затопления может быть классифицирована следующим образом: 1) не
посещаемые; 2) три раза в месяц; 3) три раза в неделю; 4) один раз в сутки;
5) три раза в сутки; 6) один раз в 2 часа; 7) один раз в час; 8)
непрерывное присутствие.
Вероятность (частота) пожара при сварке, резке металла
Возникновение пожара возможно при воспламенении горючих веществ (промасленной изоляции и т.п.) в результате попадания искр при сварке или резке металла, а также в результате самовоспламенения теплоизоляции. Вероятность (частоту) возникновения пожара при сварке, резке металла и т.п. рекомендуется оценивать для всей АС и затем разделять между различными пожарными зонами, основываясь на коэффициентах (назначаемых экспертно персоналом АС), характеризующих потенциальную опасность, связанную с пожаром из-за работ по металлу (сваркой или резанием), а также с возможностью нагрева от горячих трубопроводов и самовоспламенения. При этом следует учитывать наличие горючих материалов, горячих трубопроводов, а также объем ремонтных работ, которые проводятся в анализируемой пожарной зоне. Для оценки потенциальной опасности при сварке, резке металла и т.п. рекомендуется ранжировать все пожарные зоны с помощью баллов от 1 до 10 (например, самый высокий балл (10) может быть назначен машзалу, средние величины баллов могут быть назначены таким помещениям, как механические мастерские или зоны, содержащие масло, самый низкий балл (1) может быть назначен таким помещениям, как лестничные клетки, или помещениям персонала станции, которые рассматривались как мало опасные зоны в отношении рассматриваемых событий). Коэффициенты опасности для пожарной зоны оцениваются путем деления назначенного балла на сумму баллов, назначенных для всех пожарных зон, и умножения на полную вероятность (частоту) пожара из-за сварки, резки металла.
Вероятность (частота) пожара в помещениях КИП
При выполнении оценки вероятности (частоты) пожара в помещениях БПУ, РПУ, КИП рекомендуется возможные области возникновения пожара на БПУ (электрические панели) разделять на сегменты (в соответствии с границами электрических панелей). Рекомендуется оцененную для пожарной зоны (БПУ, РПУ, КИП и т.п.) вероятность (частоту) пожара разделять на вероятности (частоты) возникновения пожара в отдельных сегментах, основываясь на данных о плотности кабелей и проводов в электрических панелях. Для характеристики плотности заполнения электрических панелей рекомендуется вводить коэффициенты заполнения. Например, сегменты можно характеризовать следующими коэффициентами заполнения:
1) очень редкое заполнение - 5;
2) редкое заполнение - 50;
3) среднее заполнение - 100;
4) значительное заполнение - 150;
5) очень значительное заполнение - 250.
Вероятность (частота) пожара в сегменте (с учетом распределения между сегментами вероятности (частоты) пожара от переносимых горючих материалов) определяется путем умножения вероятности (частоты) пожара в пожарной зоне на коэффициент заполнения сегмента, определяемый как отношение коэффициента заполнения для данного сегмента к сумме коэффициентов для всех сегментов.
