核电厂可靠性保证大纲编写指南

ICS 点击此处添加 ICS 号点击此处添加中国标准文献分类号NB中 华 人 民 共 和 国 能 源 行 业 标 准XX/T XXXXXXXXX核电厂可靠性保证大纲编写指南Compilation guideline for nuclear power plant reliability assurance program点击此处添加与国际标准一致性程度的标识（征求意见稿）（2011-09-25）XXXX - XX - XX 发布 XXXX - XX - XX 实施中 华 人 民 共 和 国 国 家 能 源 局 发 布XX/T XXXXXXXXXI目 次前言 .I引言 .III1 总则 11.1 范围 11.2 目的 12 规范性引用文件 13 定义和缩略语 13.1 定义 13.2 缩略语 44 一般要求 44.1 可靠性保证大纲概念 44.2 可靠性保证大纲的目标 44.3 核电厂可靠性保证工作的基本原则 44.4 可靠性保证大纲的编写 55 详细要求 55.1 设计阶段可靠性保证大纲 55.2 运行阶段可靠性保证大纲 65.3 附件 7附录 A （资料性附录） 核电厂可靠性保证大纲格式和内容示例 .8附录 B （资料性附录） 核电厂重要设备 RAM规范要求示例 10参考文献 14XX/T XXXXXXXXXII前 言本标准按照GB/T 1 1-2009给出的规则起草。本标准采用自主研制标准的方法完成编制工作。在编制过程中，参考国内外可靠性保证领域的相关技术文件对本标准进行了修改和补充。本标准由中华人民共和国国家能源局提出。本标准由能源局核电行业标准化技术委员会归口。本标准起草单位：中科华核电技术研究院、核工业标准化研究所。本标准主要起草人：方昭贤、（以下按姓氏笔画排序）肖军、柳谋洲、魏微。XX/T XXXXXXXXXIII引 言核电厂可靠性保证大纲（RAP）是为保证核电厂满足期望的合理的可靠性要求而制定并实施的一套技术和管理文件。核电厂可靠性对于核电厂满足其安全性和经济性要求非常重要。美国核管会（NRC）2007年发布的标准审查大纲（SRP）中规定，设计许可证（DC）申请和联合执照（COL）申请时须提交可靠性保证大纲。先进轻水堆用户要求文件（URD）中要求开发设计阶段可靠性保证大纲。IAEA在其出版的技术文件Reliability assurance program guidebook for advanced light water reactors中详细阐述了核电厂可靠性保证大纲的相关内容。考虑到核电厂系统及设备可靠性要求和可靠性保证的重要性，有必要制定核电厂可靠性保证大纲的编写标准。本标准将与国内现有核电厂安全法规体系衔接，指导并规范核电厂设计、采购、制造、调试、运行阶段的相关可靠性工作。本标准的制定，可为核电厂可靠性保证大纲的编写提供指导。XX/T XXXXXXXXX1核电厂可靠性保证大纲编写指南1 总则1.1 范围本标准规定了编写核电厂可靠性保证大纲的基本要求以及应开展的工作，是编写核电厂可靠性保证大纲的指导性文件。适用于先进核电厂可靠性保证大纲的制定。1.2 目的本标准的目的是指导核电厂可靠性保证大纲的编写，明确核电厂在可靠性管理上应开展的工作及相应的要求，以确保核电厂及其系统和设备能够实现合理的期望的可靠性水平。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，仅所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。GB/T 7827-1987可靠性预计程序GB/T 7828-1987可靠性设计评审NB/T XXXXX 核电厂系统故障模式与影响分析导则NB/T20037.1应用于核电厂的概率安全评价第1部分：功率运行内部事件一级PSAGJB 813-1990可靠性模型的建立和可靠性预计3 定义和缩略语3.1 定义下列术语和定义适用于本文件。3.1.1 可用性 availability在所要求的外部资源得到提供的情况下，系统或设备在给定的条件下，在给定的时刻或时间区间内处于能完成要求的功能的状态的能力。选自GB/T 2900.13-2008/IEC 60050(191):1990电工术语 可信性与服务质量，做了适当修改3.1.2 经济性分析 economic analysis用于实施成本/效益分析，以判断核电厂设计阶段和运行阶段所做变更、改造活动的合理性，并对这些活动进行排序。XX/T XXXXXXXXX23.1.3 失效 failure系统或设备完成要求的功能的能力的中断。选自GB/T 2900.13-2008/IEC 60050(191):1990电工术语 可信性与服务质量，做了适当修改3.1.4 失效模式与影响分析 failure model and effect analysis研究系统或设备的每个组成部分可能存在的故障模式并确定各个故障模式对系统或设备其他组成部分和系统或设备要求功能的影响的一种定性的可靠性分析方法。选自GB/T 2900.13-2008/IEC 60050(191):1990电工术语 可信性与服务质量，做了适当修改3.1.5 故障树 fault tree一 种 演 绎 逻 辑 图 ， 描 述 特 定 的 不 希 望 事 件 （ 顶 事 件 ） 是 如 何 由 其 他 不 希 望 事 件 的 逻 辑 组 合 所 引 发的 。选自NB/T20037.1 应用于核电厂的概率安全评价第1部分：功率运行内部事件一级PSA3.1.6 重要度分析 importance analysis用于识别和确认对某不希望出现事件的贡献因素，并计算对应的贡献大小。3.1.7 维修性 maintainability在给定的条件下，使用所述的程序和资源实施维修时，系统或设备在给定的使用条件下保持或恢复能完成要求的功能的状态的能力。选自GB/T 2900.13-2008/IEC 60050(191):1990电工术语 可信性与服务质量，做了适当修改3.1.8 模型 model在对系统、过程、事物或概念的分析、研究过程中所构建的一种表达形式。3.1.9 核电厂可靠性 nuclear power plant reliability在规定的寿命周期内，在保护人和环境不受超过限度的电离辐射照射和放射性污染的条件下，核电厂维持其正常商业供电运行的能力。选自中国电力百科全书 核能及新能源发电卷3.1.10 预计 predictionXX/T XXXXXXXXX3用于获得某个量预计值的计算过程。选自GB/T 2900.13-2008/IEC 60050(191):1990电工术语 可信性与服务质量，做了适当修改3.1.11 概率安全评价 probabilistic safety assessment 提供一种全面的、结构化的处理方法，识别出核电厂失效的情景，并对工作人员和公众所承受的风险作出数值估计。选自NB/T20037.1 应用于核电厂的概率安全评价第1部分：功率运行内部事件一级PSA3.1.12 可靠性 reliability系统或设备在给定的条件下和在给定的时间区间内能完成要求的功能的能力。选自GB/T 2900.13-2008/IEC 60050(191):1990电工术语 可信性与服务质量，做了适当修改3.1.13 可靠性保证 reliability assurance为维持核电厂的可靠性，在核电厂的设计、建造、运行过程中开展的可靠性管理和技术活动的综合。3.1.14 可靠性、可用性和维修性分析 reliability，availability and maintainability analysis提供一种分析方法，识别出对核电厂总体不可用度重要的系统，确定核电厂不可用性的支配性贡献者，计算电厂总体不可用度。3.1.15 可靠性、可用性和维修性模型 reliability，availability and maintainability model为完成可靠性、可用性和维修性分析所应开发、构建的分析模型。3.1.16 可靠性模型 reliability model用于预计或估计系统或设备可靠性性能量度的数学模型。选自GB/T 2900.13-2008/IEC 60050(191):1990电工术语 可信性与服务质量，做了适当修改3.1.17 软件可靠性 software reliability在规定的条件下和规定的时间内，软件不引起系统故障的能力。软件可靠性不仅与软件存在的差错（缺陷）有关，而且与系统输入和系统使用有关。选自GJB 451A-2005可靠性维修性保障性术语，做了适当修改3.1.18 XX/T XXXXXXXXX4固有可靠性 inherent reliability设计和制造赋予产品的，并在理想的使用和保障条件下所具有的可靠性。选自GJB 451A-2005可靠性维修性保障性术语，做了适当修改3.2 缩略语下列缩略语适用于本文件。D-RAP：设计阶段可靠性保证大纲FMEA：失效模式与影响分析MTBF：平均无故障时间MTTR：平均修复时间O-RAP：运行阶段可靠性保证大纲PSA：概率安全评价QA：质量保证RAM：可靠性、可用性和维修性SSC：构筑物、系统和部件4 一般要求4.1 可靠性保证大纲概念核电厂可靠性保证大纲是为保证核电厂满足合理的期望的可靠性水平而制定的一套技术和管理文件，包括必要的可靠性组织机构及其职责、可靠性工作计划，要求开展的工作项目及依照的工作程序和赋予的资源保障等。根据核电厂所处阶段的不同，核电厂可靠性保证大纲分为设计阶段可靠性保证大纲（D-RAP ）和运行阶段可靠性保证大纲（O-RAP ）。可靠性保证活动宜与核电厂设计、建造、安装与运行阶段的其它管理活动相结合。通常有些活动直接影响使用时所达到的可靠性，但这些活动包括在其他大纲（如：质量保证（QA ）等）之中，可靠性保证大纲应注意与核电厂其他管理大纲相结合。4.2 可靠性保证大纲的目标核电厂可靠性保证大纲从系统的开发设计和规范阶段开始，就把可靠性作为一个基本性能参数来处理，并一直持续到系统的使用，及运行寿命的终止。其目标是建立一种管理机制，运用可靠性工程的方法将可靠性设计入核电厂，通过系统分析和成本/收益权衡，为核电厂中有可靠性要求的系统和设备建立合理的可靠性基准值，来确保核电厂设计的固有可靠性满足期望的要求，并在核电厂投入运行之后管理和维持所设计的可靠性。4.3 核电厂可靠性保证工作的基本原则a) 可靠性要求源于核电厂对安全性和经济性的要求，宜与维修性、保障系统及其资源要求相协调，确保可靠性要求合理、科学并可实现；b) 可靠性可作为与性能和费用等同的基本设计参数来处理。它要求建立适当的要求，提供履行和实施职责所必要的资源（即技能、任务等）；c) 可靠性与其他系统参数一样，可在采购中规定、在设计中预测、在试验中测量、在建造和运行中控制；d) 可靠性保证工作宜遵循预防为主、早期投入的方针。XX/T XXXXXXXXX54.4 可靠性保证大纲的编写D-RAP可由核电厂设计方编写，O-RAP 可由核电厂业主/运营方编写。D-RAP所确定的可靠性指标基准值，以及建议的维修、监测活动等结果可为O-RAP的编写提供输入信息，为运行阶段可靠性保证活动的确定和实施提供基础。可靠性保证大纲的格式和内容可参见附录A 。5 详细要求5.1 设计阶段可靠性保证大纲5.1.1 确定可靠性工作计划编制设计阶段可靠性工作计划，编写可靠性工作计划一般包括：a) 确定可靠性工作的内容要求及实施范围；b) 落实可靠性工作的负责部门及职责范围；c) 明确建立和实施 RAP 的管理措施（实施组织、接口控制、设计控制、实施程序等）；d) 规定各项可靠性工作的完成形式和检查方法。5.1.2 可靠性设计5.1.2.1 建立可靠性模型和 RAM 模型完成核电厂的可靠性分析，建立核电厂的可靠性模型，所建立模型须能够全面合理地表征系统的失效机理，综合考虑硬件可靠性和软件可靠性的影响。完成核电厂的可靠性、可用性和维修性（RAM）分析，建立对应的RAM模型。核电厂层级的整体模型可通过系统（子系统）的分析模型的连接和整合来实现。应给出上述两种模型的建立方法（如：故障树等），模型的详细程度可在综合权衡是否满足分析应要、成本/收益是否合算的基础上取舍。5.1.2.2 可靠性和可用性分配应给出将核电厂整体可靠性和可用性指标分配至所属系统、子系统和设备的过程，给出相应的分配原则和方法，并规定分配层次和深度。5.1.2.3 可靠性预计在预计过程中，应明确进行可靠性预计的方法和依据以及采用的数据源，说明对数据源的选择、修正过程。可靠性预计过程可参考GB/T 7827-1987。5.1.2.4 故障模式与影响分析明确进行故障模式与影响分析（FMEA）的分析层级，规定完成FMEA的程序并选取适用的分析表格，给出所形成的FMEA报告。FMEA过程可参考NB/T XXXXX 核电厂系统故障模式与影响分析导则。5.1.2.5 确定重要构筑物、系统和部件（SSCs）清单确定重要SSCs的筛选、识别准则，不同的分析要求所应确定的分析准则是不同的。根据所提出的筛选、识别准则，确定核电厂安全性重要SSCs清单和经济性重要 SSCs清单，并根据重要度的大小进行XX/T XXXXXXXXX6排序，形成重要SSCs的排序表。重要SSCs的筛选、识别和排序可利用PSA、RAM分析进行重要度分析，并结合确定论分析结论、专家判断等完成。核电厂的PSA分析可参考NB/T20037.1。5.1.3 可靠性设计评审5.1.3.1 对核电厂安全性的影响在完成初步可靠性设计的基础上，应评估所完成可靠性设计是否满足对核电厂安全性的性能要求，给出对安全性的影响，可通过PSA分析完成。5.1.3.2 对核电厂经济性的影响在完成初步可靠性设计的基础上，应评估所完成可靠性设计是否满足对核电厂经济性的性能要求，给出对经济性的影响，可通过RAM分析完成。5.1.3.3 可靠性设计优化在完成5.1.3.1和5.1.3.2条所规定评估的基础上，在经济性分析的基础上以反馈、迭代循环的过程对当前可靠性设计做出优化。在优化过程中，应注意核电厂可靠性、安全性和经济性的平衡。5.1.4 确定可靠性要求对于5.1.2.5条确定的重要SSCs，应分别选取合理的可靠性指标类型，例如失效率、平均无故障工作时间（MTBF）、平均修复时间（MTTR ）等，并确定相应的要求的可靠性指标值。如果某些系统或设备的可靠性要求难以规定定量指标，则应规定定性的可靠性要求和验收准则。5.1.5 确定采购、建造、调试阶段的可靠性保证措施应将5.1.4条所确定的基准可靠性要求写入采购技术规范，并要求系统/设备供应商提交重要系统/设备的研制、生产可靠性保证大纲，作为本大纲的补充材料。系统/设备供应商应至少说明如下内容，核电厂重要设备的RAM规范示例可参见附录B。a) 所提供系统/设备的可靠性量度；b) 对上述可靠性量度的论证过程及采用的论证方法；c) 研制和生产中在可靠性技术和可靠性管理上所遵循的标准及规范。可要求核电厂建造、调试服务商提交可靠性保证措施，并与质量保证大纲相结合。5.1.6 重要设备建议的维修、试验、检查要求根据所完成设计在可靠性、可用性和维修性上的性能特征，给出重要设备的维修、试验、检查要求，为运行阶段可靠性保证大纲的编写以及电厂投运后的可靠性保证活动提供输入。5.2 运行阶段可靠性保证大纲O-RAP一般包括运行和故障数据的收集和分析、提出设备改进建议等，以保证维修期间可靠性及安全性的完整性、技术状态保持受控核确立后勤保障和备品供应要求。5.2.1 确定可靠性管理部门及职责范围明确电厂投入运行后负责可靠性管理的部门，应保证足够的资源投入，并具备适当的权限范围。5.2.2 可靠性指标监测XX/T XXXXXXXXX7收集重要设备的运行、降级、失效和维修信息。所收集信息应全面，能够支持当前可靠性指标的评估。5.2.3 可靠性指标评估对所关注可靠性指标开展定性和定量分析，评估当前可靠性水平，并与5.1.4条所确定基准可靠性要求相比较。识别可靠性水平低于基准可靠性要求的系统和设备。5.2.4 原因分析及纠正性行动建议对于可靠性水平低于基准可靠性要求的系统和设备，应分析可靠性下降的原因，并在成本/收益分析的基础上确定合适的纠正性行动以及实施计划。5.2.5 纠正性行动实施及反馈推动纠正性行动的实施，并跟踪、反馈实施后的可靠性水平。5.2.6 确定可靠性保证活动与其他管理活动的关系系统和设备的可靠性受到维修、检查、试验等多个方面的影响。应明确可靠性保证大纲与维修大纲、质量保证大纲、在役检查大纲、试验大纲等的关系。以保证必需的资源、进度、管理措施密切协调，全面完成。5.3 附件可靠性保证大纲正文应要说明的其他部分。XX/T XXXXXXXXX8A A附 录 A（资料性附录）核电厂可靠性保证大纲格式和内容示例A.1 设计阶段可靠性保证大纲A.1.1 目的和范围本大纲的开发和编制目的是满足XXX堆型设计、开发和建造过程中可靠性保证方面的需要。A.1.2 可靠性保证大纲开发的质量保证措施A.1.3 设计阶段可靠性管理该部分应至少包括如下内容：a) 负责可靠性管理和可靠性设计及其相关工作的组织机构及其职责范围；b) D-RAP 管理措施（实施组织、接口控制、设计控制、实施程序等）；c) 可靠性相关工作的内容及其实施进度安排；d) 可靠性相关工作与其他设计工作的接口关系。A.1.4 可靠性设计该部分应至少包括如下内容：a) 可靠性模型；b) 可靠性分配过程；c) 重要 SSCs排序表及其形成过程；d) 可靠性参数数据源及其选用、修正过程；e) 对可靠性设计评审意见的迭代优化过程。A.1.5 可靠性设计评审可靠性设计评审可与设计评审一起进行。该部分应至少包括如下内容：a) 参与可靠性评审的部门和专家名单；b) 可靠性设计评审点的设置；c) 可靠性设计评审的主要评审意见。A.1.6 可靠性要求该部分应至少包括如下内容：a) SSCs可靠性指标的选取；b) SSCs具体可靠性要求。A.1.7 采购、建造、调试阶段的可靠性保证措施该部分应至少包括如下内容：a) 采购、建造、调试阶段应对可靠性性能水平下降的措施；XX/T XXXXXXXXX9b) 可靠性保证措施与质量保证措施的结合。A.1.8 重要SSCs维修、试验、检查要求该部分应说明维持SSCs设计可靠性所应采取的维修、试验和检查措施。A.2 运行阶段可靠性保证大纲A.2.1 可靠性管理部门及职责范围该部分应至少包括如下内容：a) 负责可靠性管理及可靠性技术支持工作的组织机构及其职责范围；b) O-RAP管理措施（实施组织、接口控制、设计控制、实施程序等）；A.2.2 可靠性指标管理该部分应至少包括如下内容：a) 可靠性指标监测方式b) 可靠性指标评估方式c) 原因分析及纠正性行动确定方式d) 纠正性行动实施及反馈方式A.2.3 可靠性保证活动与其他管理活动的关系该部分应包括可靠性保证相关工作与运行、维修、采购等工作的接口关系。A.3 附件如：供应商可靠性保证大纲、重要设备RAM规范等。 BCXX/T XXXXXXXXX10B D附 录 B（资料性附录）核电厂重要设备 RAM 规范要求示例B.1 RAM规范格式示例核电厂重要设备RAM规范的构成一般如下：a）说明b）范围c）RAM 要求(1) RAM活动(2) 文档d）RAM 工作任务(3) RAM大纲的开发、管理及相应文档编制(4) 定性可靠性分析(5) 定量可靠性分析(6) 维修性预计(7) 备件清单e）可用性论证f）根本原因分析B.2 详细要求B.2.1 说明设备应按照最低寿命循环成本来设计、制造、安装、运行和维护，并维持电力生产。编写可靠性、可用性和可维修性（RAM）规范的目的是帮助合同供应商来满足相应的要求。B.2.2 范围该规范定义并描述了 RAM 大纲要求包括的各项内容，用于支持核电厂的设备采购过程。B.2.3 给出了特定的 RAM 要求。B.2.4 给出了 RAM 大纲中至少需要包括的内容，并给出了需要考虑的要素以及应该达到的目标。B.2.3 RAM要求设备供应商应按照本规范给出各个部分的相应内容。B.2.3.1 RAM活动在设备采购过程中的 RAM 活动包括：a) 设备供应商须提交相应的 RAM大纲。设备供应商应提供设备的 FMEA分析报告，并说明如何预防并减轻系统和设备的失效模式的影响；XX/T XXXXXXXXX11b) 系统和设备应满足的定量可靠性要求，并运用定量分析和可用性论证来证明其满足如下要求：1) 平均无故障工作时间（MTBF）；2) 最小可用度；3) 最大平均修复时间（MTTR）；4) 最大平均后勤保障时间。已交货的系统或设备应满足供应方给出的 MTBF、MTTR 和可用性指标，并运用定量分析方法和可用性论证来证明其满足这些要求。c) 设备供应商需要完成的设备定性分析包括：1) FMEA；2) 备件分析；3) 维修性评审： 在维修性设计中，充分考虑了设备的可接近性，具备合适的人员通道；在维修过程中，只需少量或不需要借助特定工具和设备；最大的预防性维修间隔应与电厂大修计划相匹配；运行与维修手册包括维修周期、设备剖面图、需要的检查工具等。d) 定量分析应与 c）中的定性分析一致。分析宜具有 90%的置信度。设备供应商应说明所采用的定量分析方法。设备供应商应提供的定量分析包括：1) 可靠性预计（MTBF）2) 维修性预计（MTTR、MLT）3) 可用性e) 设计评审。B.2.3.2 文件应提交如下材料供核电厂业主评审并批准：a) RAM大纲b) 失效率、维修率及数据源c) RAM预计过程报告d) 设计评审报告e) 设计评审纪要f) 运行和维修手册g) 备件分析报告h) 最终 RAM分析报告B.2.4 RAM分析任务B.2.4.1 RAM大纲的开发、管理及文件编制该任务的目的是开发 RAM 大纲，并管理、实施该大纲。B.2.4.1.1 RAM大纲大纲应包括以下内容（包括但不限于）：a) 说明 RAM大纲是如何实施以满足合同要求的；b) 详细说明每项 RAM分析任务是如何实施的；XX/T XXXXXXXXX12c) 每项任务的负责部门及其职责范围；d) 每项 RAM大纲任务的预计开始和完成时间。RAM 大纲一旦得到核电厂业主的批准，即与采购合同具有同等效力。B.2.4.1.2 设计与大纲评审设备供应商应开展RAM大纲评审以保证RAM大纲是按照合同进行的，并且定量RAM要求是可以实现的。RAM大纲应设置合适的评审点以便于核电厂业主审查。评审人员应讨论RAM大纲的所有相关方面，例如：a) 在设计初步评审阶段（PDR）：1) 更新后的 RAM大纲，包括：RAM模型RAM预计RAM具体内容设计准则其他任务2) 影响 RAM的其它问题3) 备件分析b) 在设计中期评审阶段：1) RAM预计和分析2) FMEA 3) 关键件4) 故障树分析或定量分析5) 备件分析6) 影响 RAM的其它问题c) 在 RAM大纲最终评审阶段：1) 讨论在前期评审中所提出的问题2) 所有 RAM分析的结果B.2.4.1.3 大纲管理RAM大纲的管理是为了确保：a) 大纲应与合同和大纲计划同步进行；b) 所关注的 RAM问题得到了处理和解决。B.2.4.1.4 RAM最终报告最终的RAM报告应汇总RAM大纲的所有结果，并且论证说明所提供系统或设备能够满足核电厂业主的RAM要求。RAM报告应该包括最终RAM模型、数据和详细分析。B.2.4.2 定性可靠性分析设备供应商应通过系统化的方式来识别设计中的潜在薄弱环节，可通过FMEA方法来完成。B.2.4.3 定量可靠性分析B.2.4.3.1 定量分析方法XX/T XXXXXXXXX13设备供应商应给出完成定量分析所需要的计算模型。系统或设备的RAM模型应随着设计过程的深入而不断细化和完善。B.2.4.3.2 数据获取设备供应商应给出 RAM 模型中所使用的数据来源及选取过程。B.2.4.4 可维修性预计设备供应商应预计设备的维修度（MTTR），采用在可靠性与可用性分析中的数据，预计将保证设计和推荐的维修程序符合核电厂业主的维修性要求。B.2.4.5 备件清单设备供应商应协助核电厂业主制定最优化的备份零件清单。该备件清单应综合考虑系统或设备失效率，后勤保障要求、维修时间、由于缺乏备件而造成的停工损失等因素。B.2.5 可用性论证设备供应商应证明系统的最小运行可用度应达到规定的要求。B.2.6 根本原因分析需要时，设备供应商应协助核电厂业主对系统或设备失效的根本原因进行分析，并提出合适的修复办法或按分析的结果重新进行设计。X