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COPPETEC

ET-1876 ÜÜPPE/UFRJ

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B R S 3 & ô ± 3 M

uFfcr- c©WE - «i*— 0AI8I

UMA REAVALIAÇÃO DA CONFIABILIDADE DO SISTEMA DE INJEÇÃO > BAIXA PRESSÃO DE

ANGRA-1

Grupo de Análise Probabilística de Segurança

(GAPS - Jl/83)

COPPETEC

ET - 1876 GOPPE/UFRJ

UMA REAVALIAÇÃO DA CONFIABILIDADE DO SISTEMA DE INJEÇÃO A BAIXA PRESSÃO DE ANGRA I

GRUPO DE ANALISE PROBABILlSTICA DE SEGURANÇA (GAPS - 01/83)

Projeto : Métodos Probabilisticos Aplicados ã Segurança de Centrais Nucleares

Interessado : CNEN

Supervisor na CNEN: Luiz Alberto Ilha Arrieta

Pesquisadores : Luiz Fernando Seixas-de Oliveira (Coordenador) Paulo Victor Fleming

Paulo Fernando F. Frutuoso e Melo Láuris Cristina Tayt-Sohn

JANB1RO/19SS

COPPETEC j

ET-1876 GOPPE/UFRJ

S U H K R I O

O Sistema de Resfriamento de Emergência do Núcleo de Angra I 5 analisado quando funciona no seu modo de injeção ati^

va a baixa pressão (onde e comumente denominado Sistema de Inje- ção a Baixa Pressão), através do uso da técnica de arvores de fa- lhas. Foram considerados todos os modos de falha dos componentes que possam contribuir significativamente para o medo de falha do sistema, definido romo "falha do sistema em injetar água no vaso de pressão do reator apôs a ocorrência de um grande LOCA".

Na análise quantitativa, procuramos caracterizar, através de estimativas pontuais, quais os contribuintes dominan- tes para a indisponibilidade do sistema. Além disso, fizemos uma comparação de nossos resultados com os de análises de sistemas coji gêneres de outras usinas (Surry e Zion). Concluímos que, podemos rolocar o Sistema de Resfriamento de Emergência do Núcleo destas três usinas na ordem Zion, Angra, Surry, onde a confiabilidade dç_

cresce da esquerda para a direita.

COPPETEC n

ET-1876 GOPPE/UFRJ

T " O I Ç E

PÍ9.

Lista de Figuras JQ Lista de Tabelas iy

1. INTRODUÇÃO j

2. METODOLOGIA EMPREGADA

2.1 - A Estrutura em Ponte 2 2.2 - Utilização de Cortes Mínimos

2.3 - Uma Forma Simplificada do Teorema de Bayes

2.4 - A Idéia de Módulos de Componentes j 2.5 - Indisponibilidade do Sistema j 3. 0 SISTEMA DE INJEÇÃO A BAIXA PRESSAu

3.1 - Funcionamento do Sistema 1 g

3.2 - Componentes do Sistema ^ 3.3 - Operação do Sistema jg

3.4 - Sistemas de Suporte j

3.5 - Testes de Componentes •••20 3.6 - Manutenção de Componentes 20

4. RESULTADOS 25 4.1 - Arvore de Falhas para o Sistema

6

4.2 - Codificação de Eventos 34 4.3 - Dados de Falha Utilizados 34 4.4 - IndlsponlblUdade do Sistema 40 4.5 - Influência da Falha de Causa Comum 43

4.6 - Contribuição para a Indisponibilidade do Sistema ...46 4.7 - Determinação dos Cortes Mínimos mais Importantes ...49

4.8 - IndlsponlblUdade de um Trem 53

5. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES S3

REFERENCIAS , 57

ÇOPPETEÇ j j j

ET-1876 GOPPE/UFRJ

LISTA DE FIGURAS

Pãg.

FIG. 1 - Estrutura em Ponte ( o r i g i n a l ) 4

t

FIG. 2 - Estrutura Obtida Através de Transformação Delta-Estre

Ia 4 FIG. 3 - I l u s t r a ç ã o de Supercoroponentes ou Módulos 8

FIG; 4 - Diagrama Esquematico do LPIS 10 FIG. 5 - Supercoroponentes U t i l i z a d o s na Arvore do LPIS 27

FIG. 6 - Raiz da Arvore pare o LPIS 28

FIG. 7 - Ramo T 29

FIG. 8 - Ramos TSA e TSB 30

FIG. 9 - Ramo TC 31 FIG. 10 - Ramos TDA e TDB 32

FIG. 11 - Ramo THB 33 FIG. 12 - Ramo THA 33 FIG.13 - Identificação dos Eventos de Falha 35

FIG.14 - Arvore de Falhas para o Calculo da Indlsponibilidade

de um Trem 54

•

•

COPPETEC I V

ET-1876 CCPFE/UFRJ

LISTA DE TABELAS

P i g . TAB. 1 - C a r a c t e r í s t i c a s P r i n c i p a i s das Bombas de Remoção de

Calor Residual 12 TAB. 2 - C a r a c t e r í s t i c a s P r i n c i p a i s dos Trocadores de Calor

Residual 17 TAB. 3 - Barramentos Supridores de P o t i n c i a para o LPIS 19

TAB. 4 - Configuração do Sistema para J Teste das Bombas . . . . 21

TAB. 5 - Parâmetros dos Testes das Bombas 22 TAB. 6 - Teste das Válvulas Moto-operadas - Configuração do

Sistema 23 TAB. 7 - Procedimento de Teste das Válvulas Noto-operadas do

Sistema 24

TAB. 8 - Identificação de Componentes 36

TAB. 9 - Identificação de Falhas de Componentes 37 TAB.10 - Indisponíbilidades dos Eventos Básicos (Folha 1 de

2) 38

2) 39

TAB.11 - I n d i s p o n i b i l i d a d e do Sistema 44 TAB.12 - I n f l u ê n c i a da Falha de Causa Comum 45

TAB. 13 * Contribuições para a I n d i s p o n i b i l i d a d e do Sistema . . 48 TAB.14 - Cortes Mínimos de Segunda Ordem mais Importantes (F£

lha 1 de 2) 50 TAB.14 - Cortes Mínimos de Segunda Ordem mais Importantes (Fo

lha 2 de 2) 51

CQPPETEC V — * « - —

ÍÍ^T COPPE/umj

Pig.

TAB.15 - Cortes Mínimos de T e r c e i r a Ordem mais Importantes . . 52

TAB.16 - Indisponibi lidade de um Trem 55 TAB.17 - Contribuições para e I n d i s p o n i b i l i d a d e de um Trem . . 55

COPPETEC ]

ET-1876~ GOPPE/UFRJ

1. INTRODUÇÃO

Em trabalho a n t e r i o r * ' , iniciamos a discussão, do ponto de v i s t a da Análise Probabilis t i ca de Segurança, do Sistema de Injeção de Refrigerante de Emergência a Baixa Pressão, considjí rando as contribuições para a f a l h a do sistema advindas de f a l h a s independentes dos componentes, comumente denominadas f a l h a s de

"hardware"' . Retomamos aqui esta t a r e f a , objetivando completá- la e a t u a l i z á - l a . Assim, foram consideradas na nova a n á l i s e t o - das as contribuições s i g n i f i c a t i v a s , t a i s como falhas devido a tes_

tes e manutenções e falhas de causa comum.

Procurando compactar a a n á l i s e , todas as c o n t r i b u j . ções julgadas relevantes para a i n d i s p o n i b i l i d a d e do sistema foram inseridas na árvore de falhas reduzida, deste modo tornando mais simples a obtenção dos cortes mínimos s i g n i f i c a t i v o s e também as contribuições percentuais dos diversos modos de f a l h a , através de estimativas pontuais, como discutiremos na seção 4.

Objetivando tornar esta a n á l i s e u t i l i z á v e l nos es- tudos de seqüências de eventos que ora desenvolvemos no Grupo de Análise Probabi l í s t i ca de Segurança da COPPE, estudamos também os modos de falha de cad» trem do sistema (na r e a l i d a d e , a a n á l i s e

f o i f e i ta para um trem apenas, j á que ambos são i d ê n t i c o s ) , o que torna viável a construção de. árvores de eventos considerando a possibilidade de falhas parciais do sistema.

A denominação "sistema de injeção a baixa pressão"

(comumente representada por LPIS - do i n g l ê s "low pressure injection si stem") não é adotada pela construtora da u s i n a , a Westinghouse E l e c t r i c Corporation. Estamos denominando LPIS a um conjunto de componentes do Sistema de Remoção de Calor Residual da Usina de Angra I , que executa uma função de emergência ( l a n ç a r água com bai_

xa concentração de ácido bõrico no tubo de descida ("downcomer") do vaso de pressão do r e a t o r ) após a ocorrência de ura acidente bf_

sico de p r o j e t o - o acidente de perda de r e f r i g e r a n t e do Sistema de Resfriamento do Reator através de uma ruptura tipo g u i l h o t i n a , na tubulação e n t r e o vaso de pressão e a bomba p r i n c i p a l .

GCPPE/UFRJ

A função mais importante do Sistema de Remoção de Calor Residual ê remover calor sensível ( c a l o r do decaimento resi^

dual no núcleo e também devido ã operação das bombas de r e s f r i a - mento do r e a t o r ) , do sistema de resfriamento do r e a t o r durante as operações de resfriamento ("cooldown") e recarregamento da u s i n a . Como uma segunda função, o sistema de Remoção de Calor Residual ê usado para t r a n s f e r i r a água de recarregamento e n t r e o tanque de armazenamento de água de recarregamento e a cavidade de recarrega^

mento no i n í c i o e no f i m das operações de recarregamento do nú- cleo do r e a t o r .

2 . METODOLOGIA EMPREGADA

0 conhecimento detalhado de funcionamento do s i s t e ma de injeção de r e f r i g e r a n t e de emergincia a baixa pressão i o passo i n i c i a l em nossa análise ( v e j a - s e , a r e s p e i t o , a seção 3 ) . Queremos d i z e r com "conhecimento", todas as informações e x i s t e n t e s sobre o sistema, t a i s como:

- modos de operação do sistema;

- modos de falha dos componentes que o constituem;

- procedimentos de t e s t e e manutenção;

- i n t e r f a c e s com outros sistemas.

Em seguida, definimos um evento indesejado, denomi^

nado evento topo (ou p r i n c i p a l ) que, em nosso caso, é uma falha do sistema e , procuramos descobrir que falhas dos componentes podem causar esse evento topo. Em p a r t i c u l a r , estudamos as falhas dos componentes de sistemas que possuem i n t e r f a c e s com o sistema de I n t e r e s s e , de modo a a v a l i a r suas c o n t r i b u i ç õ e s . Todo este e s t u - do ê f e i t o com o a u x í l i o da técnica de árvores de f a l h a s * ' .

2 . 1 . - A Estrutura em Ponte

Quando analisamos os modos de f a l h a de um s i s t e m a . COPPETEC

ET-1876

COPPETEC

ET-1876

GOPPE/UFRj

é comu < representa-lo por meio de ligações em s é r i e e/ou paralelo, o que f a c i l i t a sobremaneira a construção da arvore de falhas. Mui^

tas vezes, porém, essa representação ou a i m p o s s í v e l , ou d i f í c i l . Veremos na seção seguinte que o sistema que visamos estudar é uma e s t r u t u r a em ponte' ' a qual ê i l u s t r a d a na F i g . 1 . Não ê d i f í ei 1 representar uma t a l e s t r u t u r a em termos de ligações em s e r i e e/ou p a r a l e l o . Com e f e i t o , se usarmos a chamada transformação d e l t a - e s t r e l a ( 7 ) e admitirmos que as i n d i s p o n i b i l i d a d e s dos com- ponentes na F i g . 1 são q- ( i = 1 5 ) , teremos a representação mostraria na F i g . 2 , onde as i n d i s p o n i b i l i d a d e s dos componentes d£

notados por um apostrofo podem ser e s c r i t a s em termos das dos com ponentes não denotados por apostrofo como:

t

31 (D

q2« f ( l , 2 , 3 ) * f ( 3 , l , 2 ) f ( 2 , l , 3 )

1/2

( 2 )

f ( 3 , l , 2 ) * f ( 2 , l , 3 ) f ( l , 2 , 3 )

1/2

( 3 )

onde:

f ( i J . k ) ê i - ( i - q f ) ( i - q.j qk) ( 4 ) Denotando a I n d i s p o n i b i l i d a d e do sistema por Q$, teremos ( F i g . 2)

Q$ * l i » + ( ^ 2 ' + «KH^s» + <ls) ( 5 )

Um dos nossos objetivos S calcular a Indisponibi 11, dade pontuar ' do sistema, para podermos então avaliar a contrj, bulção dos diversos modos de falha (falhas Intrínsecas, ou de

"hardware", falhas de causa comum, etc,)* A eq. (5) pode ser em- pregada para este propósito.

Além de fazer estimativas pontuais (as quais dl seu

4

Figura I : Estrutura Em Ponto (Oríginol).

Figuro 2 : Estruturo Obtido Afrovdt do Trantformoçõo Deito-Estrelo

COPPLTEC

ET-1876 CCPPE/umj

tiremos em detalhe na seção 4 ) , deveremos f a z e r propagação de I n - c e r t e z a s , porque não dispomos de i n d i s p o n i b i l i d a d e s pontuais dos componentes mas, valores com Incertezas associadas. I . e . , possuí- mos ura valor central para a I n d l s p o n l b i l i d a d e de cada componente (geralmente a mediana) e um f a t o r que leva em conta a Incerteza as_

soclada a esse valor c e n t r a l (denominado f a t o r de e r r o ) . Com es- ses dois parâmetro?, definimos uma d i s t r i b u i ç ã o lognormalv ' pa- ra a i n d i s p o n i b i l i d a d e de cada componente. P o r t a n t o , necessitamos propagar essas incertezas a fim de obter uma d i s t r i b u i ç ã o probabi^

l í s t i c a para o evento p r i n c i p a l . Para este p r o p ó s i t o , podemos u- t i ' i z a r também a Eq. ( 5 ) . Examinaremos ainda dois procedimentos a l t e r n a t i v o s .

2.2 - U t i l i z a ç ã o de Cortes M í n i m o s *2'6*

Os cortes mínimos para a e s t r u t u r a em ponte da F i g . 1 são:

( 1 , 2 ) , Í 4 . 5 } , { 1 , 3 , 5 } , { 2 , 3 , 4 } .

De início, observamos que não hã cortas mínimos de primeira urdem.

Como normalmente lidamos com eventos de baixas probabilidades de ocorrência (menores que iO"

)» denominados eventos raros * ', po- deremos escrever então que:

Q

* l Q

(6)

s

1«1

i

onde Q. é a i n d l s p o n l b i l i d a d e de cada corte mínimo. Em geral, po demos s u b s t i t u i r b. por n (n < N) porque nem todos os cortes m í n i - mos possuem indisponibi Hdades representativas ( e s t a afirmação é v á l i d a porque estamos admitindo a validade da hipótese da a p r o x i - mação do evento r a r o ) .

Podemos escrever para o sistema em ponte que

0$ * 4* <U • <U fl» • <I» 9» 9» • <J* <1» <!» (7)

COPPETEC

ET-1876

COPPE/UFFU

2.3 - Uma Forma Simp!ificada do Teorema de Bayes* ' ' Podemos calcular a i n d i s p o n i b i l i d a d e de ura sistema (como p.ex. a e s t r u t u r a em ponte) usando uma forma simplificada do Teorema de Bayes, o qual nos d i z : se A e um evento que depende de um de dois eventos B. e B. mutuamente exclusivos, um dos quais d£

ve necessariamente o c o r r e r , então a probabilidade de ocorrência de A é dada por

P(A) = P ( A | B . ) P ( B . ) + P ( A { BJ) P ( BJ) . ( 8 ) Em p a r t i c u l a r , traduzindo a Eq. ( 8 ) para a linguagem de c o n f i a b i l i ^

4ade, teremos:

P(F) = P ^ E ^ P f E . ) + P ( F | I . ) P ( r . ) . ( 9 ) oi.de

P(F) 4 prob. de f a l h a do sistema;

P ( F | E . l 4 prob. de falha do sistema dado que o everi to E. ocorreu;

P(E.j) = prob. de ocorrência do evento E^ ;

P ( F | ? j ) A prob. de f a l h a do sistema dado que o eve^i to complementar de E* o c o r r e u ;

?(?<) » prob. de ocorrência do evento complementar de E^ .

Aplicando este teorema ã e s t r u t u r a em ponte, seja

Ei £ (componente 3 funciona).

Teremos então que

P ( F ) * (q» q* • q* q«) * i * ( q » q» • qa q>) • q j ( i o >

COPPETEC

ET-1876 CCPPE/UFRJ

A i n t s r p r e t a ç ã o da Eq. ( 1 0 ) e a s e g u i n t e : se o evento E3 o c o r r e , então o sistema só . a l h a se falharem os componentes 1 e_ 2 ou 4 e 5. Estamos considerando que P(E_) = 1 porque estamos lidando com eventos r a r o s . A probabilidade do sistema f a l h a r dados que ocor- reu o evento T3 e O] q5 + q2 q%, porque { 1 , 5 } e { 2 , 4 } são as ú n i - cas "maneiras" do sistema funcionar quando não conta com o compo- nente 3.

Note-se a semelhança das Eqs. ( 7 ) e ( 1 0 ) . 2.4 - A Idé*"> de Módulos de Componentes

Como será mostrado na seção 3 , o sistema a ser aqui a n a l i s a d o , pode ser v i s t o como uma e s t r u t u r a em ponte, se encararmos cada componente i , i = 1 , . . . , 5 ( F i g . 1) como um "supercomponente", ou "módulo"^ ' . I n t u i t i v a m e n t e , um módulo i ura subsistem?

coerente de um sistema que atua como se fosse um componente único (ou s e j a , um pacote de componentes que pode ser s u b s t i t u í d o como um t o d o ) . Consideremos, p . e x . , a F i g . 3. Os retãngulos t r a c e j a - dos mostram dois supercomponentes, o primeiro c o n s t i t u í d o pelos componentes 1 , 2 , 3 e o segundo peíos componentes 4 e 5. 0 único corte mínimo deste sistema em função desses módulos seria { s i , s2} , onde s . denota "supercomponente i " . Neste ponto, podemos r e p r e - sentar o modo de f a l h a do sistema em termos dos modos de f a l h a dos supercomponentes e , por sua v e z , os modos de f a l h a dos super- componentes pelos modos de f a l h a dos componentes.

2.5 - I n d l s p o n i b i l i d a d e do Sistema

A s e g u i r , com o a u x í l i o de dados de f a l h a dos com- ponentes do sistema e de um dos métodos d i s c u t i d o s , obtemos a d1s_

t r l b u i ç ã o de I n d l s p o n i b i l i d a d e do mesmo, em função das I n d l s p o n i - b i l í d a d e s dos eventos dt f a l h a , fazendo a propagação de Incertezas

anteriormente mencionada através do uso, por exemplo, do programa SAMPLE* ' . Objetivando produzir um resultado o mais completo pos_

s f v e l , levamos em conta d i f e r e n t e s tipos de c o n t r i b u i n t e s para a I n d l s p o n i b i l i d a d e do sistema:

8

SUPERCOMPONENTE 1

L

SUKRCOMPONENTE t

Figuro 3 ; lluttroçfio do Suporeompomntot ou MdVfuloo.

COPPETEC

ET-1876 CCPTE/UFRJ

- modos de f a l h a i n t r í n s e c o s de cada componente ( f a l h a s I n d e p e n d e n t e s , ou de " h a r d w a r e " ) ;

- t e s t e e manutenção de componentes;

- f a l h a s de causa comum' * ' ' ;

- f a l h a s independentes de componentes de outros s i £ temas, l o c a l i z a d o s na i n t e r f a c e com o sistema de i n t e r e s s e .

C usual fazermos uma e s t i m a t i v a pontual da c o n t r i - buição de cada um dos f a t o r e s d i s c u t i d o s no p a r á g r a f o a n t e r i o r p£

ra a i n d i s p o n i b i l i d a d e do s i s t e m a , para termos uma i d é i a dos con- t r i b u i n t e s d o m i n a n t e s , apresentando as d i v e r s a s c o n t r i b u i ç õ e s em termos de p e r c e n t a g e n s .

Do ponto de v i s t a p r á t i c o , é ú t i l determinarmos os c o r t e s mínimos dominantes (aqueles que possuem os v a l o r e s mais al_

tos para a i n d i s p o n i b i l i d a d e ) , para que possamos f o r m u l a r m o d i f i - cações de p r o j e t o , o b j e t i v a n d o d i m i n u i r os v a l o r e s dessas i.ndisp£

n * b i l i d a d e s . Lembramos que j á abordamos e s t e assunto no item 2 . 2 .

3. 0 SISTEMA DE INJECflO A BAIXA PRESSflO

3.1 - Funcionamento do Sistema

Conforme mencionamos na seção 1 , o Sistema de Inje_

ção a Baixa Pressão ê c o n s t i t u í d o por componentes do Sistema de Remoção de Calor Residual e executa uma função de segurança: i n j e t a r água borada no vaso de pressão do r e a t o r quando a pressão no c i r c u i t o primário cai abaixo de 150 psia devido S ocorrência de um LOCA. Esta operação tem a duração de cerca de 30 min, tempo ne cessárlo para que a água no Tanque de Armazenamento de Água de Re_

corregamento a t i n j a o n í v e l b a l x o - b a l x o . A H g . 4 apresenta um esquema s i m p l i f i c a d o do s i s t e m a , onde os componentes se encontram na configuração para desempenhar a funçio de Injeção de seguran- ça.

ANTI-MISSES

'VÃSÕ

8967 A 892B 6309 A

> I 89673 8930 8S098

CONTENÇÃO

|8304B J8804

¥4-

8702Í BI

8702A

h. F N.F

^8709A

x®

FCV-626

Jh

, N A. FA.

HIXII-

HCV-634 B807A

Ml

FF ,N.F

HIXIl-

¥ra

8813 8807B

FCV-619 , N A FA.

Hl\lh

HCV-625

^4-

— 87018

E

N

5 | &*3- -£*<^

68118 88I0B

6611A 83I0A

0

i — ^ 4 — 2

8806A

ES3-

T.A.

BOMBA N8 1

s

TROCADOH DE CALOR N° 1 8724A

ix^—tJtí

8736A

88C6B

vowa , T.A. 1 /

RnFCAinBM°2 oraa Tar BOMBA N * :

S

TROCADOR OE CALOR N°2

8735B 8736B

RESilRAOOUO

A

TAAR

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8 X 3 A 66i2A

.—- . 9 . «: ' - - 1 -iXH^h

Figura 4 : Diagrama Esquemdtico do LPIS.

COPPETEC ™ ^ „ ^ .

ÍTT^T CCPPE/UFRJ

Como d e f i n i ç ã o a l t e r n a t i v a , dizemos que o Sistema de Injeção a Baixa Pressão é o c o n j u n t o de componentes do Sistema de Resfriamento do Reator* ' ' (denominado na c e n t r a l de Angra I de Sistema de I n j e ç ã o de Segurança) q:ie i n j e t a água borada no v a - so de pressão do r e a t o r , apôs a o c o r r ê n c i a de um LOCA, quando a pressão no p r i m á r i o cai a 150 p s i a .

3.2 - Componentes do Sistema

a) Bombas de Remoção de C a l o r Residual

Em número de d u a s , são u t i l i z a d a s para f o r n e c e r um grande escoamento de água borada a baixa pr«js_

são. Além d i s s o , são também usadas, para r e c i r - c u l a r água do poço da contenção para o r e a t o r ( d u r a n t e a fase de r e c i r c u l a ç ã o ) . Estas bombas são c e n t r í f u g a s , v e r t i c a i s e movidas a motores e l é t r i c o s , possuindo cada uma delas capacidade de 1002. A Tab. 1 a p r e s e n t a as suas p r i n c i p a i s ca r a c t e r T s t i c a s .

b) Tanque de Armazenamento de A*gua de Recarregamen-

t£

A capacidade deste tanque é de 285000 galões de

m

água borada (2000 ppm). De acordo com o proje- to, deve conter água borada em quantidade sufi- ciente para inundar o compartimento do reator por ocasião do recarregamento de combustível e, caso ocorra um acidente de perda de refrigera]) te, deve suprir as bombas de baixa e alta pres- são e as do sistema de "spray" da contenção.

c) Válvulas

- 8701A,B, 8702A.B - válvulas dt Isolamento en- t r e o LPIS e as pernas quentes.

São válvulas de comporta moto-operadas q\t« es,

COPPETEC

ET-1876 12

COPPE/UFRJ

Tab. 1 - C a r a c t e r í s t i c a s P r i n c i p a i s das Bombas de Remoção de Calor Residual

N9 de bombas Tipo

Pressão de descarga de p r o j e t o , psig (kg/cm2) Temperatura de

projeto, °F(°C) Vazão de p r o j e t o , gpra (fc/seg)

centrífugas v e r t i c a i s 6 0 0 ( 4 2 , 2 )

400(204,4) 2 2 5 0 ( 1 4 , 2 ) Altura de elevação de

p r o j e t o , f t (m)

A l t u r a de elevação mã xima, f t (m)

Pressão corresponden- t e , psig

2 6 5 ( 8 0 , 8 ) 350(116,7) 145,8

Potência do motor, HP 200

COPPETEC

ET-1876 13

COPPE/UFRJ

tão normalmente fechadas, Inclusive quando do funcionamento do LPIS, sendo abertas somente p£

ra executar as duas primeiras funções menciona das na seção 1. As válvulas 8701 A,B são denomj^

nadas válvulas de isolamento externas, enquanto as 8702A.B são denominadas válvulas de isolameji to internas.

8724 A,B

Situadas nas descargas das bombas de baixa prejs são uma em cada trem, imediatamente antes das linhas de contorno das válvulas FCV 619,626, as válvulas de disco manuais 8724 A,B estão abej*

tas e travadas durante a fase de Injeção, para possibilitar a descarga das bombas mencionadas.

8735 A,B , 8736 A,B - linhas de miniescoamento das bombas.

Para assegurar que as bombas não sofram supera quecimento ou vibração para valores pequenos de vazão, existe uma linha de miniescoamento de re torno, começando na saída do trocador de calor, entre a linha da válvula moto-operada 8806 A e a válvula reguladora de vazão HCV-624 (para o trem A) e a válvula moto-operada 8806 B e a vãj[

vula reguladora de vazão HCV-625 (para o trem B) e voltando para a sucção das respectivas bombas.

Uma válvula reguladora (8735 A,B) é ajustada e travada em cada linha durante o alinhamento 1nj_

d a l do sistema para assegurar o miniescoamento necessário em qualquer tempo. Acompanhando, há uma válvula de agulha em cada linha (8736 A , B ) .

HCV-624,HCV-625, válvulas controladoras de v£

zio dos trocadores do calor residual.

Sâo válvulas borboleta pneumitlcas que podem ser posicionadas da sala dt controle principal.

COPPETEC 1 4

ET-1376 COPPE/UFRJ

Quando a temperatura do refrigerante decresce durante a fase de resfriamento» estas válvulas são manualmente ajustadas para aumentar o esco£

mento de refrigerante através dos trocadores de calor residual. Quando da injeção de segurança admitimos que as mesmas estão totalmente abe£

tas.

- FCV-626.FCV-619, Válvulas reguladoras da vazão das linhas de contorno dos trocadores de calor residual, localizadas nas linhas de contorno dos trocadores de calor, são válvulas borboleta pnejj mãticas. Quando as válvulas reguladoras de va zao dos trocadores de calor (HCV-624 e 625) são ajustadas para aumentar ou diminuir a vazão atra vis dos mesmos estas válvulas são au toma ti carne ri te ajustadas para manter constante a vazão nas linhas das duas válvulas reguladoras de cada trem.

- 8709 A,B - Válvulas de alívio da saída dos tro • cadores de calor.

Estas válvulas protegem o sistema contra super pressurizaçáo, no caso da ocorrincia de esco_a mento reverso do Sistema de Resfriamento do Re£

tor para o sistema, quando este não está em op£

ração. Quando da injeção de segurança, estão fe chadas.

- 8804 A,B

São válvulas de comporta moto-operadas que 1s£

Iam as linhas de retorno do LPIS para o Sistema de Resfriamento do Reator, durante a fase de resfriamento. Na fase de operação normal,estas válvulas estão fechadas e assim permanecem du rente as fases de Injeção e redrculação.

- 8806 A,B

São vilvu'ias de comporta moto-operadas que iso

15

Iam a sucção das bombas de alta pressão através dos trocadores de calor residual. Estas vãlvii

Ias estão travadas e fechadas durante a opera ção normal da usina e também durante a fase de injeção, sendo abertas na fase de recirculação a alta pressão.

- 8807 A.B

Estas válvulas moto-operadas, situadas na linha de conexão dos trens do LPIS estão normalmente abertas durante a operação da usina; as válvulas podem ser operadas da Mesa de Controle Princj[

pai. Elas permanecem abertas durante a fase de injeção de segurança e fechadas durante a f<i se de recirculação pelas pernas frias. As duas válvulas são abertas durante o realinhamento pji ra a fase de recirculação pelas pernas quentes, sendo fechadas durante a fase de resfriamento.

- 8809 A,B

Estas válvulas de comporta moto-operadas, situa da; nas linhas de injeção de baixa altura de elevação estão normalmente abertas durante a operação da usina, assim permanecendo durante a fase de injeção e a de recirculação pela perna fria; seu fechamento ocorrerá somente na fase de recirculação pelas pernas quentes.

- 8810 A,B

Estas válvulas de comporta moto-operadas, s1tua_

das nas linhas de sucção que conduzem dos poços

de contenção para a sucção de cada bomba do LPIS,

estão normalmente fechadas durante a operação

da usina. Na fase de recirculação, elas são

abertas, não havendo mais a sucção do Tanque de

Armazenamento de Água de Recarregamento.

COPPETEC

E T

- '

'

COPPE/UFRJ

8312 A.B

Estas válvulas de comporta moto-operadas, situj»

das nas linhas de ramificação (trens) proveniejri tes do Tanque para a sucção das bombas do sist£

ma» estão normalmente abertas durante a opera ção da usina, fornecendo sucção ãs bombas.Antes do inTcio da fase de recirculação, as válvulas são fechadas.

8818

Esta válvula de comporta raoto-operada, situada na linha de injeção de baixa altura de elevação pa-a as pernas quentes, está normalmente fechj»

da, assim permanecendo durante as fases de iji jeção e recirculação pela pernas frias, sendo aberta somente na fase de recirculação pelas pe£

nas quentes.

d) Trocadores de Calor Residual

Os dois trocadore. de calor residual

funci£

nam como tal durante a fase de injeção, sendo usados apenas durante a fase de recirculação,oJ>

jetivando o resfriamento da água recirculada do poço da contenção. 0 lado secundário destes tro cadores de calor residual é suprido pelo siste_

ma

de água de componentes, o qual evita seu aquecimento, efetuando as trocas de calor neces_

sárías. A Tab. 2 apresenta as principais ca ractertsticas de projeto dos trocadores de ca lor residual.

3.3 - Operação do Sistema

A água do Tanque de Recarregamento í fornecida Ss

bombas através das válvulas de Isolamento 8812 A,B (ver F1g.4),as

quais estão normalmente abertas. Em caso de acidente, estas vai

COPPETEC

17

ET-1876

Tab. 2 - Características Principais dos Trocadores de Calor Residual

Número de Trocadores

Tipo Carcaça cilíndrica e tubulação em U

Instalação vertical

Trasnsferência de calor de projeto, BTU/hr

Pressão de projeto, psig Temperatura de projeto, °F Taxa de vazão, b/hr Temperatura de entrada de projeto, F

Temperatura de saída de projeto, F

Fluido de circulação Material

20,6 x 10"

Carcaça

150 350

1,74 x

95

•

IO

Tubulaç

600 400

1,11 X

139 :ão

1J

107

flgua de resfriamen to de componentes

Aço carbono

120

Refrigerante do Reator Aço austenítico

COPPETEC i«j - ~ ~ ~

^ T T CDPPE/UFRJ vulas recebem o sinal S, pa-a prevenir a possibilidade de uma ou

ambas estarem fechadas. Entre estas válvulas e as bombas, situam- st as válvulas de retenção 8958 A,B que impedem o escoamento re verso.

Se a pressão do Sistema de Resfriamento do Reator é maior que a altura de elevação máxima da bomba (150 psig.), a água i recirculada através das linhas de miniescoamento das bom bas (fig. 4, linhas cem as válvulas 8735 A,B , 8736 A,B , respe£

ti vãmente), as quais são usadas para assegurar as necessidades mT nimas de escoamento das bombas, evitando que as mesmas sofram SJJ peraquecimento ou vibrações. A seguir, a água i dividida entre a linhas dos trocadores de calor residual e as das válvulas FCV- 626 e FCV-619, sendo feita esta divisão para que não haja aquecj^

mento excessivo dos trocadores de calor residual. A divisão é controlada pelas válvulas HCV-624, HC-625 e as duas mencionadas na frase anterior.

A descarga das bombas, apôs deixar as duas linhas mencionadas atinge as válvulas moto-operadas 3809 A,B e as vâlvu Ias de retenção 8957 A,B, 8928 e 8930, que evitam o escoamento em sentido reverso. Existe a possibilidade de qualquer uma das bom bas lançar a sua descarga em qualquer uma das linhas internas ã barraira anti-mTsseis, fazendo uso, para tal, da linha de inte£

conexão, onde se encontram as válvulas moto-operadas 8807 A,B aber;

tas (ver a Fig. 4 ) .

3.4 - Sistemas de Suporte

0 sistema entra em funcionamento quando recebe o sinal S enviado pelo Sistema de Atuação de Dispositivos de Segju rança de Engenharia, que di partida às bombas a aciona algumas vãj vulas moto-operadas, como as válvulas 8812 A,B, conforme já meri clonado. A atuação manual a partir da sala de controle é também possível. 0 Sistema Elétrico é necessário para o funcionamento no£

mal do sistema (envia potência para os motores das bombas, bem co mo para os seus circuitos de controle, ver a Tabela 3 ) .

0 Sistema de Resfriamento de Componentes resfrla

COPPETEC

ET-1876 CQTE/UFRJ

Tab. 3 - Barraraentos Supri dores de P o t i n c i a para o LPIS

Componente Bombas de Remoção de Calor Residual

*

Válvulas Moto-opera das

NO 1 NQ 2 8812 8807 8804 8809 8811 8810 8701 8702 8806 8818 8807 8804 8809 8701 8702 8812 8811 8810 8806

A A A A A A A A A

B B B B B B B B B

Barramento IB3B IB4B

MCC 3A-1

MCC 4A-1

MCC 4B*-1 •

Tensão

480V

480V

480 V

. 480V

COPPETEC

.-««,-.

ií^T COPPE/UFR)

as bombas do sistema, não permitindo, desse modo que as mesmas SJ>

fram superaquecimento ou vibrações, alem de evitar que o seu óleo de lubrificação se torne excessivamente viscoso. Este processo de resfriamento não será, contudo, considerado em nossa análise pojr que o LPIS deve funcionar por apenas 30 min. Além disso, a água borada esta ã temperatura ambiente.

3.5 - Testes de Componentes

0 teste de operabilidade das bombas de remoção de calor residual deve ser realizado mensalmente, com a usinaemquaj quer condição de operação. C procedimento de teste deve ser com pletado para cada trem antes que o outro seja testado. 0 trem que não estiver sendo testado deve estar na condição operavel. Niste sentido, os testes dos trens são seqüenciais.

Nos testes das bombas, o Sistema de Resfriamentod<- Componentes deve estar alinhado adequadamente para cade uma das bombas. A Tab. 4 apresenta as configurações do Sistema para os testes das bombas. Satisfeitas as condições expressas na tabela para cada caso, dá-se partida na bomba em teste, observando-se as características e medindo-se as grandezas apresentadas na Túb. 5.

Observamos nessa tabela que a bomba fica girando por um período de temro não menor que 15 min. , nem maior que 30 min., sendo então desligada.

São realizados também teste: nas válvulas moto-op£

radas de cada trem. As tab. 6 e 7 apresentam a configuração do sistema e os procedimentos de teste adotados,respectivamente. Ou rante estes testes, uma precaução especial deve ser tomada: se d_u rante o teste houver atuação do s1n»1 de Injeção de segurança e a válvula em teste for, por exemplo, a 8812 A, ela deve ser 1medl£

tamente aberta.

3.6 - Manutenção de Componentes

A manutenção de componentes 3 feita quando surge a

necessidade. 0 tempo de parada máximo permitido para uma bomba do

COPPETEC Eí-1876

21 COÍTE/UFRJ

Tab. 4 - Configuração do Sistema Para o Teste Bombas*¹*

das

Bombas

1

2

Válvulas'

Abertas 8724A 8735A 873i>A 88I2A

8724B 8735B 8736B 8812B

Fechadas 8701A 8702A 8804A 8806A 880 7 A . 8809A

881 OA 881 IA 8818

8701B 870 2B 8704B 880 6 B 880 7B 8809B 8810B 881 IB 8818 Notas

(1) Ver Fig. 4.

COPPETEC

ET-1876

COPPE/UFRJ

Tab. 5 - Parâmetros dos Testes das Bombas

Freqüência

Duração, t(min) Tipo de Teste

mensal

15_< tj< 30 seqüencial

Características de

Comportamento obse£

vadas

ruídos vazamentos aquecimento vibrações Grandezas medidas fluxo na linha de mini escoamento

temperatura na descarga

pressão na descarga

COPPETEC 23 ET-1876

Tab. 6 - Teste das Válvulas Moto-operadas Configuração do Sistema

'

Válvulas Situação 8804 A,B

8807 A,B Lâmpadas de monitoração

8809 A,B desernegizadas 8810 A,B

8811 A,B 8812 A,B 8818 8701 A,B 8702 A,B

8804 A,B Fechadas 8810 A,B

8811 A,B 8818 Notas

(*) As válvulas moto-operadas do sistema podem ser ja tuadas pelo Sistema de Atuação de Dispositivos de Segurança de Engenharia ("Engineered Safety Features Actuation System"), através do sinal S.

Esta possibilidade evita que uma válvula moto- -operada que estiver fora do seu estado para a fase de injeção de- segurança possa causar a f£

lha do respectivo trem. Por exemplo, a válvula

moto-operada 8809A deve estar aberta; se estiver

fechada, o sinal S atua para abrT-la.

COPPETEC

ET-1876

Tab. 7 - Procedimento de Teste das Válvulas Moto-operadas do Sistema

Trem

-

1

2

Válvula 8818 8812A 8807 8701A*

* 8702A

881 IA 8809A 8810A 8804A 8812B 8807B 8701B

) 8702B 881 IB 8809B 88")B 8804B

F F A A A F A A F F A A A F A A

A - - 1 - 1 - 2 - 2 - 1 - 1 - 1 - 1 - 1 - 1 - 2 - 2 - 1 - 1 - 1 - 1

Teste

1 - ; l - 3 - F

.

(í) .

(4) .

(4) .

.

_

_

- 4<

> - 5<

> - 6<

> - A - 7 - 5 - 3

- 3 • - 3 • - 2 •

- 2 • - 2 •

- 2 •

- 2 • - 2 • - 3 • - 3 • - 2 •

- 2 • - 2 • - 2 •

- F

• F

• 3 - F - 7 - 5 - 6 - 6 - A - 7 - 5 - 3 - 3 - F - 7 - 5 - 6 - 3 - F - 7 - 5 - 6

• 6<

> - A<*: - 7 - 5 - 3 .

<

> - A<

> - 7 - 5 - 3

• F - 5 - 6

• F - 5 - 6

• 3 - F - 7 - 5 - 6 - 6 - A - 7 - 5 - 3

• 3 - F - 7 - 5 - 6 - 3 - F - 7 - 5 - 6 NõtaT

(1) Códigos:

1 - Verificar se energizou oalarme de lâmpada de monitoração anormal 2 - Verificar se acendeu a limpada de monitoração

3 - Verificar se apagou a limpada verde - 4 - Verificar se acendeu a limpada vermelha

5 - Verificar se apagou a lâmpada de monitoração 6 - Verificar se apagou a lâmpada vermelha

7 - Verificar se desergenizou o alarme da lâmpada de monitoração anormal A - Abrir a válvula

F - Fechar a válvula

(2) Neste ponto, procede-se ao teste das válvulas 8701A e 8702A, que vem se guir no procedimento (se o trem em consideração é o A ) , ou 8701Be8702B

(se o trem em consideração for o B). Ver nota (3).

(3) Estas válvulas so são abertas se a pressão do Sistema de Resfriamento do Reator é menor ou Igual a 425ps1g. Se a pressão for maior, as mesmas não são abertas, não sendo, portanto, testadas.

(4) Estas verificações só são feltas^caso a condição expressa na nota anteri or seja satisfeita, senão esta válvula, logo apôs a verificação do codT

go 4 e aberta, prosseguindo o teste da mesma. ~~

(5) A seqüência de etapas A,7,5,3 i executada Independentemente da situação

das válvulas 8701B e 8702B. Caso a condição expressa na nota (3) referun

te a estas válvulas seJa satisfeita, roallzarse .primeiro o teste destas, antes

de prosseguir com o das válvulas 88126 e 8807B.

LOPPETEC

ET-1876 CCPPE/UFFU

sistema i de 24 horas, de acordo com as especificações técni cas' ' para a usina. Admitiremos, em nosso trabalho, que o tem po mínimo para efetuar a manutenção de uma bomba i de meia hora.

A freqüência destes procedimentos de manutençlo fora da rotina vai ria, segundo a nossa hipótese, de mensal a anual (Ref. 2, Apendj^

ce III).

Considerações inteiramente semelhantes são feitas em relação is válvulas moto-operadas citadas na sub-seção ante- rior.

4. RESULTADOS

Em nossa analise, desejamos:

- obter a árvore de falhas para o sistema, sob cojri dições especificadas (seção 4.1);

- calcular a indisponibilidade do sistema (seção 4.4);

- analisar a influência, por meio de uma análise de sensibilidade paramétríca, de falha de causa comum encontrada (seção 4.5);

- obter as contribuições dos diferentes modos de falha do sistema, através do uso de estimativas pontuais, com o intuito de observar a que tipo de contribuição o sistema é mais sensível (seção 4.6);

• determinar os cortes mínimos mais slgnlflcatl-

• vos (seção 4.7);

• calcular a Indisponibilidade de um trem (seção 4.8).

26

Para facilitar a referência a modos de falha de componentes» desenvolvemos na seção 4.2 um sistema de codifica ção de 7 caracteres. Na seção 4.3, discutimos os dados de falha empregados neste trabalho.

4.1 - Arvore de Falhas para o Sistema

A arvore de falhas foi construída para o evento principal "Falha de LPIS quando ocorre LOCA tipo guilhotina", o que significa que não i fornecida água borada ao vaso de pressão do reator por qualquer dos trens do sistema.

b^qundo o que foi discutido na seção 2, a árvore de falhas foi construída a partir de módulos (supercomponentes).

Para realizar esta tarefa, representamos o sistema através de r£

tãngulos tracejados (ver Fig. 5 ) .

As Figs. 6-12 apresentam a arvore de falhas do LPIS, construída para o evento principal mencionado. Sob o ever»

to principal, conectados por meio de um portão OU, estão os três modos de falha encontrados:

- LPIS indisponível devido a falhas de "hardware", dado que nenhum componente do sistema está iji disponível devido a procedimentos de teste ou manutenção;

- LPIS Indisponível devido a procedimentos de tes_

te ou manutenção sendo executados no trem A e falhas de "hardware" no trem B;

- LPIS indisponível devido a procedimentos de tes_

te ou manutenção sendo executados no trem B e falhas de "hardware" no trem A.

A arvore apresenta apenas os modos de falha relê vantes para a avaliação quantitativa da Indlsponlbllldade do sis,

r

I

I I nn I ®

T 8 8 0 I 83578 «930 88098

auKMOMPOHEirre s

te-i

T*8709A FCV-626

HCV-624 T o n r n m D

H C V"6 2 4 TROCADOR 6 7 2 4 A " W 8956A 6612 A

OE CALOR ffii ^J»1?*

SUPERCOMPONENTE 1

L

1 ] 8 8 0 7 A

8818

MJ8807B

' »

SUPERCOMPONCNTC 9

3

8709B

HIXII-

FCV-619

HCV-625 TROCAOOR 8 7 2 4B ^ r 89389 66(28

0ECAU0RN9 2 BN9ZA I

TROCADOR 0ECAU0RN9 2

SUPERCOMPONCNTE 2

Figura S : Supsrcomponentes Utilizados na Analisa do LPIS.

L P S MOISPONIVEL DEVIDO A FALHAS DE "HARDWARE"

OpMJv INDISPONÍVEL '

DEVIDO JkTOUM

LPIS MDSPONÍVEL

FALHA 0 0 LPIS QUANDO OCORRE

LOCA-G

S

LPIS FALHA:

TREM A DEVIDO A T O U 14 TREM B DEVIDO A "HARDWARE"

LPIS FALHA . DADO QUE O TREMA ESTA' INDISPONÍVEL

LPIS FALHA:

TREM A DEVIDO A"HARDWARE"

TREM B DEVIOO A T O U M

LPIS FALHA DADO QUE O THEM B ESTA' INDISPONÍVEL

Figure 6 : Raiz do Árvore Para o LPIS.

LPIS FALHA QUANDO OCORRE LOCA GUILHOTINA

~5

SUPERCOMPONENTES 1 E 2 FALHAM

5 ³

SUPERCOMPONENTES 1 , 3 , 5 FALHAM

SUPERCOMPONENTES 2 , 3 , 4 FALHAM

SUPEROOMPONENTE 1

FALHA

A

SUPEROOMPONENTE 2

FALHA

Z ^

SUPEROOMPONENTE

* FALHA

s s

n

SUPERCOMPONENTES 4 E 5 FALHAM

^4^

5

FALHAS INDEPENDENTES

n

FALHA DE CAUSA COMUM

SUPERCOMPONENTc 4

FALHA

Z™V

SUPERCOMPONENTE

s

FALHA

A

<0

SUPEROOMPONENTE 3 FALHA

SUPEROOMPONENTE S FALHA

SUPEROOMPONENTE 2 FALHA

SUPERCOMPONENTE 3 FALHA

SUPERCOMPONENTE 4 FALHA

£sk A ^Aà\

Figura 7 -. Ramo 7\

/ T S B \ / T S A \ -

SUPERCOMPONENTE FALHA

VrfUAJLASOE CONTROLE MADVERTOAMENTE

FECHADAS

—7T\—

VP8724A ENTUPIDA

FCV-626

I

MAOVEXTIQNMOITE FECHADA

H C V - 6 2 4 WAOVERTIDAMENTE

FECHADA ÍOH624Í

BOMBA N>1 FALHA EM DAR

PARTIDA

BOJBPIPj

BOMBA N«<

PARA 0E FUNCIONAR

ENGRENAGEM DE ACOUAMtSJODO

MOTOR DA BOMBA MlOCSENOATA

Q

8

S M A L V FALHA EM IOFWMI A

• O M B A N t 1 l»v

TENSJOOE 480V-CA HXSPONMLPARAO

««JUNIOR oo MOTOR L DA BOMBA W I

TCNStoOE « 5 V-CC INDSPOMVEL PARA 0 ORCUTO DC CONTROLE

BOMBA N»«

FALHAS NOJS CONTROLES ELÉTRICOS

CAUSAM FALHA DA BOMBA N » l

< ^ R E * > <3»IBPTT> <toBPIC> <TOPPÍc>

VRB95SA FALHA FECHADA

VM0 88I2A FECHADA DEVDOA FALHAS MCTÂMKVW

VMO M I 2 A INADVERTIDAMENTE

FECHADA

Figura 8 : Ramos TSA • TSB.

VM0MÚ7A TOMADA DEVIDO A RMJHAS M f P M f A^

\£s

A

VMO 880HA INADVERTIDAMENTE

FECHADA

SUPERCOMPONENTE 3

FALHA

H

VMO 8818 INADVERTIDAMENTE

ADERIA

<j068làA>

VMO 88078 FECHADA OEVDO A

VMO 88078 MADVERTIDAMENTE

FECHADA

<$*»07BÍ>

Figura 9 : Ramo TC.

/TDBVTDAV

SUPERCOMPONENTE 4

FALHA

75"

VM0 8 8 0 9 A INADVERTIDAMENTE

FECHADA

VM0 8 B O 9 A FECHADA DEVIDO A FOLHAS MECÂNICAS

MBoam

VAZÃO 0 0 TREM A E DESVIADA PARA

A PERNA FRIA 1 QUANDO OCORRE

LOCA 6 NA PF 1

VMO 8 8 0 4 A INADVERTIDAMENTE

ABERTA

Figura K> : Ramos TOA % TDB.

A

SUPERCOMPONENTE 2 FALHA

S

33

LPS FALHA DADO QUE O TREM A ESDS INDISPONÍVEL

s

( m FIGURA 8 )

SUPERCOMPONENTE 5

FALHA

s

Figura II : Ramo W £ .

^O^-

SUPERCOMPONENTE I

FALHA

s

LP» FALHA DADO QUE O TREM 8 ESTA' INDISPONÍVEL

s

( * » FMURA 8 )

SUPERCOMPONENTE 4 PALHA

A

Figuro 12 < Romo THA.

COPPETEC ET-1876

34 COPPE/UFRJ

tema. Por este motivo, não foram incluídas falhas do tanque de armazenamento, dos trocadores de calor residual e das tubulações.

Os modos de falha do primeiro, quais sejam, entupimento do respj^

radouro, ruptura do tanque e nível baixo de ãgua, possuem indis- ponibilidades pontuais desprezíveis (menores que I O "7) . 0 modo de falha significativo dos trocadores de calor residual (entupi- mento ou obstrução), da mesma forma, possui indisponibilidade poji tual menor que I O^{- 7}. 0 estudo dos modos de falha das tubulações, ruptura e entupimento, revela que ambos possuem indisponibilida- des pontuais menores que IO"11 por unidade de comprimento e se- çao retav(Z) ' .

4.2 - Codificação de Eventos

Pari facilitar a referência aos eventos de falha, utilizaremos um código, constituído por 7 caracteres, conforme £ presentado na Fig. 13. Os dois primeiros caracteres informam s£

bre as categorias de componentes, os quais estão discriminados na Tab. 8. Os quatro caracteres seguintes são empregados para idejn tificar um componente. Por exemplo, se estamos nos referindo ã válvula de n9 8627, colocamos este número nos quatro caracteres disponíveis. No caso de um componente ser identificado por mais de quatro caracteres, fazemos uma abreviatura de quatro caracte- res que permita identificá-lo. Por exemplo, uma válvula de n9 8927B, pode ser identificada como 927B, desde que tal representa ção não suscite dúvida ou confusão. A identificação de f:lha»

é realizada com o sétimo caracter. As diferentes falhas de inte resse estão representadas na Tab. 9 com os respectivos códigos.

Utilizando a codificação acima elaborada, podemos representar o evento "válvula de retenção 89:,tA falha fechada"

como RT958AF.

4.3 - Pados de Falha Utilizados

As 1nd1spon1b1l1dades dos eventos básicos emprega, dos na Tab. 10, na qual os eventos de falha são separados por SJJ

36

CATEGORIA DE COMPONENTE (lobela 8 ) IDENTIFICAÇÃO DE COMPONENTE

IDENTIFICAÇÃO DE FALHAS (Tabelo 9 )

XX XXXX >

Figiro 13 : Identificação dos Eventos de Folho.

Í771ÜÍ CDPPE/UFRJ

Tab. 8 - Identificação de Componentes

Componente Código Válvula de Retenção RT

Válvula Pneumática AO Válvula Moto-operada HO

Válvula Manual NA Válvula de AlTvio RV

Bomba BO

Sinal de Atuação*

* SS

Falha Externa*

* 00

NOTAS:

(1) Estamos considerando o sinal S de atuação como componente.

(2) 0 código 00 i usado quando ura determinado evejrt

to não envolve componentes do sistema.

COPPETEC ,,

ET-1876 COITE/UFRJ

Tab. 9 - Identificação de Falhas

Falha Código Falha Fechada F Falhas Mecânicas M Inadvertidamente Fechada I

Falha era Dar Partida P Para de Funcionar S Engrenagem Desengatada E . Tensão de 480V-CA Indisponível

Para o Disjuntor do Motor T Tensão de 125V-CC Indisponível

Para o Circuito de Controle C Falhas em Controles Elétricos N

Inadvertidamente Aberta A Vazão do Trem Desviada

Quando Ocorre LOCA Guilhotina L Ocorre LOCA Guilhotina em Uma

Perna Fria, Dado que Ocorreu

LOCA Guilhotina G Entupimento E

Tab. 10 - Indisponlbi lldades dos Eventos B a s 1 c o s

(Folha l de 2)

Supercomponente

1.2

•

3

Evento RV709AA A0F626I A0H624I NA724AR B0I0P1P B0IBP1S B0IBP1E SSTRE1P B0IBP1T BOIBP1C B0IPP1C RT958AF M0812AM M08812AI TESTC0N(4) MAINC0N(5) N0807(A,B)M M0807(A,B)I M08818A

1 3 3 4 1

5 1

Mediana 10"

10"

10"

10"

10"

,5x10"

,0x10"

,4x10"

,1x10"

,1x10"

10"

10"

10' 10"

, 6 x 1 0 ' ,4x10"

10"

10' 10'

• b

•5

• 5

•4

• 3

• 5

•4

•3

•5

•6

•3

•4

•4

• 3 '

• 3

• 3

•4

• 3

• 3

I n d i s p o r l i b Média 1,6 . 1,6

1,6 1,2 1,2 4 , 0 8,0 3,7 4 , 5 1,2 1,2 1.2 1.2 1.2 6 . 2 3,7 1.2 1.2 1,2

X X X X X X X X X X X X X X X X X X X

1l1dade

( Z >

io-

1 0 "5

I O "5

I O "4

I O "3

I O "5

I O "4

I O '3

IO""5

I O "6

1 0 '3

I O "4

I O "4

I O '3

1 0 "3

10~3

I O "4

io-

1 0 "3

F a t o r de F e r r o 5

5 5 3 3 10 10 2 3 3 3 3 3 3 2 10 3 3 3

Número* ' 1

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 13 14 17

m _-i

1

mmà

CO

~J

o>

<->

o •&

-o m _—i m

co

Tab. 10 Ind1sponlbl11dades dos Eventos Básicos^ ' (Folha 2 de 2)

Supercomponente

4.5

Evento Ind1spon1b1lidade

Mediana Média Fator de Ferro RT557AF

RT8928F M0809AM M0809AI M0804AA 00PF01G(6) GAMA01 (7)

10 10 10"

-4

10 )"3

-3 5,0x10"

1,4x10 -4

1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 5,0 5,1

10 10 10 10 10 10 10

-4 -4 3 -3 -1 -4

3 3 3 3 3 1 14

Número (3) 12 12 13 14 17 18.

19 NOTAS:

(1) Como estamos supondo que o estado de conhecimento de componentes_de mesma classe e o mesmo, a falha de componentes da mesma classe será representada por um único evento. P.ex.,o evein to RV709AA, refere-se a válvula de alTvio 8709A e também a 8709B, vemos então que o estado de conhecimento do supercomponente 2 é o mesmo que o do supercomponente 1, valendo o mesmo comentário para os supercomponentes 4 e 5. Ver a respeito a seção 4.4.

(2) As médias serão usadas nos cálculos das diversas contribuições para a Indisponibilldade do sistema. Ver a respeito a seção 4.6.

(3) Esta numeração será usada para escrever a equação para indisponibilldade do sistema. Ver a respeito a seção 4.4.

(4) Contribuição para a Indisponibilldade devida ao teste mensal de uma bomba (ver seção 4.6).

(5) Contribuição para a Indisponibilldade devida ã manutenção não programada de uma bomba (ver seção 4.6).

(6) Ocorre LOCA na perna fria n? 1 dado que ocorreu L0CA(ver Flg. 10).

(7) Contribuição para a Indisponibilldade devida a falha de causa comum (ver seção 4.4)