1. 概述
核电厂在始发事件发生后，通过自动或手动投运相应的系统来缓解事故后果。但是这些系统可能由于某些部件失效，导致所要求的安全功能丧失。为了有效地评价这些系统在事故响应中发生失效的途径并量化其发生概率，需要一种较好地对系统进行可靠性分析的方法。故障树分析是核电厂概率安全评价中关于系统故障逻辑的最常用的分析方法，是一种理论成熟的演绎性故障树分析方法，广泛地用于大型复杂系统的可靠性分析和安全性分析领域。
本文对辅助给水系统的故障树分析采用了瑞典劳氏公司开发的RISK SPECTRUM软件。参照海南昌江核电厂1、2号机组的系统设计，根据事件树分析中各个系统响应的成功准则，从失效角度定义顶事件，来建立辅助给水系统的故障树模型并进行定量化计算。
2. 系统简介
2.1 系统安全功能
辅助给水系统是核电站重要专设安全设施之一，用于主给水丧失时作为主给水的备用向蒸汽发生器二次侧提供补水。其安全功能包括：1）辅助给水系统作为一个重要的专设安全设施，要保证向蒸汽发生器二次侧提供充足的水量，以便在下列情况下从堆芯带出衰变余热。2）在主给水的任一环节失效时辅助给水系统都要立即投入运行，通过二次侧带热排出堆芯余热，直至反应堆达到余排系统接入状态。3）在小破口工况下高压安注系统失效时需要通过二次侧带热使一回路快速降压降温，需要辅助给水系统执行给水功能。
2.2 系统组成及简化流程图
核电厂辅助给水系统由一个贮水箱，两台电动泵和两台汽动泵、气动流量控制阀、限流孔板、各类阀门、测量仪表以及连接管道等组成。辅助给水系统可分为两列，每列包括一个电动泵回路和一个汽动泵回路。两列注入管线之间由一个常关手动阀连接。辅助给水系统管道与主给水管道的连接处靠近蒸汽发生器入口，以保证辅助给水系统的管道和主给水系统管道保持最大的独立性。简化流程图如图1所示。
图1 辅助给水系统流程图
3. 故障树建模
3.1 顶事件的确定
本次故障树分析主要是考虑辅助给水系统在各种事故工况下的失效概率。所建的故障树需要包括的五类顶事件：
顶事件1失效准则：2/2台辅助给水电动泵和2/2台汽动泵都失效，或2/2台蒸汽发生器未被供水，或相应的2/2列GCT-A阀失效，或ASG调节失效。
顶事件2失效准则：可用蒸汽发生器对应的2/2台辅助给水泵供水全部失效或2/2列GCT-A全部失效。
顶事件3失效准则：2/2台ASG汽动泵向2/2台SG供水失败，或相应的2/2列GCT-A阀失效，或调节失效。
顶事件4失效准则：2/2台辅助给水电动泵和2/2台汽动泵都失效，或2/2台蒸汽发生器未被供水，或相应的2/2列GCT-A阀失效（不考虑水箱补水）。
顶事件5失效准则：可用蒸汽发生器对应的2/2台辅助给水泵供水全部失效或2/2列GCT-A全部失效（只考虑重力补水）。
3.2 构模假设及简化
故障树模型建立的假设及简化包括：1）GCT001BA至GCT006BA是GCT132VV至GCT135VV的压缩空气缓冲罐，提供备用压缩空气，其最高工作压力可为9.5bar.g,正常运行时为备用状态，只有在仪表用压缩空气分配系统管网失效后才投入运行6小时，在此只考虑其破裂失效。2）当需要辅助给水系统运行时，汽轮机至冷凝器旁路系统考虑为不可用，堆芯余热由蒸汽大气排放系统排出。3）根据成功准则，本报告仅分析蒸汽大气排放系统带出一回路热量的功能，不分析电动隔离阀和大气排放阀误开、卡开造成的二回路破口。4）ASG水箱不能提供24小时供水，需要提供补水。
3.3 共因失效分析
同时或在很短时间间隔内，由共同原因造成的几个部件一起发生失效的事件称为设备共因失效事件。本系统分析采用多希腊字母方法，在参考系统设备信息表的基础上，给出共因事件组。
3.4 人员可靠性分析
本系统分析确定在设备定期试验、参数标定/校验、维修运行或正常监督中发生的始发事件前的人误事件，以及事故发生后操纵员响应失误的始发事件后的人员失误。
3.5 试验和维修不可用
本系统分析对于事故前由于定期试验、预防性维修和纠正性维修等造成的设备不可用进行了考虑。部件的试验、维修不可用度采用通道不可用的方法，该失效模式放在通道的主要部件上进行分析。
4. 可靠性定量分析结论
4.1 故障树的分析结果
事故工况下，下述五个顶事件用故障树进行了定量分析，给出了顶事件发生概率和支配性最小割集（任务时间为24小时）。
顶事件1发生概率为1.03E-05。其支配性最小割集如下：1）ASG水箱外漏（常压），发生概率为1.83E-06，贡献占比为17.73%；2）GCT132VV至GCT135VV气动调节阀拒开四阶共因失效，发生概率为1.34E-06，贡献占比为13.00%；3）ASG611VD止回阀外漏，发生概率为3.05E-07，贡献占比为02.96%。
顶事件2发生概率为4.22E-05。其支配性最小割集如下：1）ASG027VD止回阀拒开，发生概率为1.10E-05，贡献占比为25.96%；2）ASG024VD止回阀拒开，发生概率为1.10E-05，贡献占比为25.96%；3）GCT132VV至GCT135VV气动调节阀拒开四阶共因失效，发生概率为2.93E-06，贡献占比为06.94%。
顶事件3发生概率为5.53E-03。其支配性最小割集如下：1）ASG003PO或ASG004PO汽动泵运转失效，发生概率为4.71E-03，贡献占比为85.28%；2）ASG003PO及ASG004PO汽动泵运转二阶共因失效，发生概率为1.48E-04，贡献占比为02.68%；3）全厂断电/丧失压空/失去LCA/失去LCB时，ASG水箱重力补水人因，发生概率为1.10E-04，贡献占比为01.99%。
顶事件4发生概率为9.90E-06。其支配性最小割集如下：1）ASG水箱外漏（常压），发生概率为1.83E-06，贡献占比为18.48%；2）GCT132VV至GCT135VV气动调节阀拒开四阶共因失效，发生概率为1.34E-06，贡献占比为13.55%；3）ASG027VD止回阀外漏，发生概率为3.05E-07，贡献占比为03.08%。
顶事件5发生概率为6.40E-04。其支配性最小割集如下：1）全厂断电/丧失压空/失去LCA/失去LCB时，ASG水箱重力补水人因，发生概率为1.10E-04，贡献占比为17.19%；2）9ASG180VD手动阀拒开，发生概率为1.04E-04，贡献占比为16.26%。
4.2. 结论
辅助给水系统的主要功能是用于主给水丧失时作为主给水的备用向蒸汽发生器二次侧提供补水。蒸汽大气排放系统的主要功能是在蒸汽旁路系统不可用时进行蒸汽排放。导致其失效的主要原因是：辅助给水箱失效、气动调节阀共因拒开、丧失压空事故下停运辅助给水泵失效、操纵员就地调辅助给水流量失效。
参考文献
[1]海南昌江核电厂1、2号机组最终安全分析报告.2019
[2]海南昌江核电厂1、2号机组辅助给水系统手册.CJX17ASG002B30745GN.2010