Приложение В (справочное). Категоризация функций и классификация систем

Приложение В
(справочное)

Категоризация функций и классификация систем

В.1 Описание схемы категоризации/классификации

МАГАТЭ NS-R-1 устанавливает перечень функций безопасности, которые позволяют проекту станции удовлетворять общим требованиям безопасности, от средств безопасного останова реактора до отвода остаточного тепла от активной зоны и снижения вероятности выброса радиоактивных веществ. Данный документ устанавливает принцип классификации компонентов, содержащих жидкости, необходимых для выполнения функций безопасности, в соответствии с их важностью для безопасности. Данный документ вводит методологию ранжирования функций безопасности и назначения требований к проекту, основанную на последствии отказа функции безопасности, вероятности того, что функция может потребоваться, и вероятности того, что функция может не выполняться, когда потребуется.

МАГАТЭ NS-G-1.3 распространяет принцип классификации на системы контроля и управления. Данный документ подразделяет СКУ на "системы, важные для безопасности", и "системы, не важные для безопасности". Далее системы, важные для безопасности, подразделяют на "системы безопасности" и "системы, связанные с безопасностью" и устанавливают требования к проекту.

МЭК 61226 классифицирует функции, важные для безопасности, натри категории: А, В и С. Данный стандарт устанавливает критерии назначения категорий функциям СКУ и требования к проекту для соответствующих систем и оборудования.

Количество классов, определенных МАГАТЭ, отличается от установленных в МЭК 61226 (системы, безопасности и системы, связанные с безопасностью, в отличие от категорий А, В и С). Более того, МАГАТЭ и МЭК не всегда используют идентичные определения и концепции (система классификации МАГАТЭ отличается от категоризации функций/классификаций систем в МЭК), и эти расхождения могут быть источником различных интерпретаций.

Настоящий стандарт следует положениям МЭК 61226 в отношении деления на три класса, данный подход типичен для различных уровней обеспечения требуемой работоспособности и надежности, достигаемой при использовании существующих методологий и продуктов СКУ (например, разработанные в соответствии со стандартами атомной отрасли, отобранное и классифицированное коммерческое или серийное оборудование, отобранное коммерческое или серийное оборудование). Однако во избежание неоднозначной трактовки требований стандарта приняты отдельные схемы градации функций и систем.

Ниже изложены основные положения настоящего стандарта по категоризации и классификации.

В.2 Обоснование принципов категоризации и классификации, принятых в настоящем стандарте

В.2.1 Общие положения

Функции, системы и оборудование АС можно рассматривать с двух точек зрения (см. рисунок В.1):

- функциональная точка зрения

С этой точки зрения рассматривают только выполняемые функции. Хотя известно, что датчики, устройства обработки, устройства интерфейса и т.д. необходимы для реализации функции, функциональная точка зрения не учитывает эти элементы, т.к. они могут быть интегрированы в состав более крупной сборки оборудования, которая также выполняет и другие функции (см. "системная точка зрения"). Средства, необходимые для реализации функции, называются системами и оборудованием, связанными с данной функцией;

- системная точка зрения

Данная точка зрения рассматривает системы как организованный набор оборудования, который реализует множество функций/подфункций; например система защиты, система автоматизации и управления, система ЧМИ. Отдельные функции, выполняемые системой, могут относиться к разным категориям.

В.2.2 Этап проектирования технологии АС

Проектировщики технологических процессов АС анализируют станцию и связанные системы с функциональной точки зрения. Они определяют характерные ПИС для АС и реактора и функции, важные для безопасности, необходимые для обеспечения управления этими исходными событиями с целью предотвращения их развития в аварию. Несколько независимых функций (или подфункций) может потребоваться для каждого ПИС в соответствии с принципом глубокоэшелонированной защиты. Функции (или подфункции) относят к категориям А, В или С в зависимости от того, играют ли они принципиальную, дополнительную, вспомогательную или косвенную роль в обеспечении безопасности АС.

Рисунок B.1 - Взаимосвязь между функциями СКУ и СКУ системами

Методы категоризации, как правило, основаны на детерминистическом, вероятностном соображении и соображении с позиции снижения риска. Они принимают во внимание различные факторы, такие как вероятность и возможная тяжесть последствий ПИС при сбоях в СКУ, отрезок времени, в течение которого функция требуется после ее инициации, временные границы и надежность, с которыми могут быть выполнены альтернативные действия или устранен любой отказ в СКУ.

Процесс категоризации допускает, что функции СКУ группы безопасности могут быть распределены по различным категориям, например может потребоваться альтернативная автоматическая остановка реактора, которая запускается только при маловероятных условиях предусмотренного переходного процесса, сопровождающегося отказом основной защитной функции. В этом случае вместо присвоения функции СКУ категории А (должна быть реализована в системе класса 1) ей может быть присвоена категория В или С.

Категории определяют уровень требований к проекту, а также минимальный требуемый класс соответствующих систем и оборудования, необходимых для реализации функции.

В.2.3 Этап проектирования СКУ АС

Проектировщики СКУ АС анализируют функции СКУ, соответствующие системы и оборудование, используя системный подход. Их задача состоит в определении количества СКУ, необходимых для реализации функций СКУ, с требуемым для проектирования технологического процесса уровнем качества и независимости. Системам назначают классы в зависимости от достижимого уровня качества.

Процесс классификации и назначения функций для компьютеризированных систем отличается от подхода, применяемого для аппаратной технологии, поскольку:

- при аппаратной технологии функции, как правило, реализуются по одной в цепи отдельных электронных компонентов или реле, а компьютеризированные системы с использованием одних и тех же компонентов оборудования позволяют выполнять несколько функций;

- компьютеризированная система включает в себя ряд вспомогательных функций, например функции самоконтроля и диагностики, которым не присваивается категория при проектировании станции. Этим функциям может потребоваться более низкий уровень квалификации, но требуется функциональная изоляция;

- выбор архитектуры системы может быть ограничен с целью ограничения сложности и для упрощения выполнения функций высшей категории безопасности;

- для проектировщика существует возможность формировать требования к архитектуре систем, например функциональное разделение, внутреннее поведение, сложность, защита от ООП, которые не связаны с отдельными функциями, но связаны с СКУ, и свойствами комплекса оборудования, используемого для реализации этих систем и квалификации таких систем.

Это приводит к очевидной необходимости устанавливать систему классификации для СКУ в зависимости от функции, обладающей наивысшей категорией из выполняемых системой функций.

В.3 Категоризация функций СКУ, важных для безопасности

В настоящем стандарте предполагается, что проект безопасности станции, разрабатываемый проектировщиками технологии, определяет категоризацию отдельных функций СКУ, важных для безопасности, по трем категориям: А, В, С. Определение требований к категоризации по сути определяет степень качества элементов, которые используют для реализации функции.

Категоризация функций СКУ завершается на уровне подфункций (см. примечание), так что дополнительный анализ для завершения категоризации на уровне процесса инженерам СКУ проводить не требуется.

Примечание - Одна и та же функция, важная для безопасности, может выполняться с использованием ряда подфункций или единственной функцией, включающей в себя все подфункции. Это может привести к неопределенности при разработке требований к категориям, поскольку подфункции могут иметь разное отношение к безопасности и, как следствие, различные категории.

В дополнение к требованиям по категоризации функций проект безопасности станции определяет требования к независимости и разнообразию отдельных функций для обеспечения глубокоэшелонированной защиты. Независимость требуется между функциями, поддерживающими различные уровни защиты в одной и той же группе безопасности, между функцией защиты и функцией снижения риска.

Требования к независимости и разнообразию являются входами в процесс назначения функций СКУ. Функции СКУ могут быть распределены по различным СКУ так, чтобы они имели одну и ту же классификацию безопасности (см. раздел В.2).

В.4 Классификация систем контроля и управления

СКУ, которые образуют общую архитектуру СКУ, обычно объединяют ряд функций или подфункций, которые выполняют схожие задачи на станции. Системы, как правило, могут быть охарактеризованы функциональностью, которую они выполняют. Количество СКУ и их функциональность зависят от типа станции. Характерные примеры СКУ важных для безопасности, приведены ниже.

a) Системы автоматизации и контроля

Системы контролируют параметры энергоблока или оборудования:

- для поддержания показателей технологического процесса в пределах в соответствии с анализом безопасности станции;

- поддержания безопасной эксплуатации систем станции и оборудования, важных для безопасности;

- снижения до минимума размеров и частоты возможных нарушений;

- снижения до минимума частоты возникновения событий, которые требуют срабатывания систем защиты. Это может достигаться за счет обеспечения высокого качества, резервирования диверсных систем автоматизации и контроля или реализации более чем одного уровня воздействия. Например, это достигается комбинацией автоматического и ручного управления, если имеется достаточное время для правильной реакции, или комбинацией двух и более из указанных выше мер.

Системы автоматизации и контроля могут влиять на безопасность, т.к. их эксплуатационные характеристики, надежность, а также последствия отказа составляют часть проектных основ для системы защиты. Системы автоматизации и контроля могут быть также основным средством выполнения функций, важных для безопасности, например, если имеется достаточно длительный период времени для осуществления корректирующих действий.

Типичная функциональность этих систем включает управление в разомкнутом контуре, управление в замкнутом контуре и выполнение действий вручную.

b) Системы ЧМИ

Системы представляют информацию оператору станции и другим лицам о состоянии станции и ее систем, важных для безопасности. Они также используются для поддержки принятия решения оператором и выполнения вручную действий по поддержанию безопасности станции.

Типичная функциональность таких систем заключается в следующем:

- преобразовании информации от датчиков или сигналов других систем в информацию, пригодную для отображения или регистрации на индикаторах, электронно-лучевых трубках, принтерах и т.д. Система предоставляет такую информацию, как обзор, сокращение числа аварийных сигналов, а также поддержка эксплуатации;

- отображении аварийных и предупредительных сигналов и другой информации;

- обеспечении интерфейса для запуска ручного управления.

c) Системы активации защиты и безопасности

Эти системы гарантируют, что определенные проектом пределы не превышаются в результате предусмотренных эксплуатационных событий и что последствия аварий находятся в пределах основы проекта.

Типичная функциональность этих систем:

- определение аварийных условий и автоматическое инициирование работы соответствующих систем, включая остановку реактора;

- обеспечение приоритетности выполнения функций различных категорий (например, прерывание работы системы контроля).

d) Система аварийного энергоснабжения

Типичная функциональность:

- аварийная разгрузка;

- последовательная нагрузка дизель-генераторов и других источников энергоснабжения.

СКУ, выполняющие функции, важные для безопасности, относятся к одному из трех классов, которые соответствуют определенному проекту, производству и требованиям к квалификации, которые позволяют этим системам выполнять функции, относящиеся к одной категории или более: А, В или С, или неклассифицированные функции (см. В.2). Пример типовой классификации СКУ приведен в таблице В.1.

Таблица В.1 - Типовая классификация СКУ

	Класс 1	Класс 2	Класс 3	Неклассифицированные
Системы автоматизации и контроля АС		X	X	X
Системы ЧМИ (класс 1 может быть ограничен несколькими критическими индикаторами и кнопками)	X	X	X	X
Системы активации защиты безопасности	X
Система аварийного энергоснабжения	X

Требования к функции самой высокой категории безопасности определяют класс системы.