With the improvement of digital technologies, digital I&C systems have included more various fault tolerant techniques than conventional analog I&C systems have, in order to increase fault detection and to help the system safely perform the required functions in spite of the presence of faults. So, in the reliability evaluation of digital systems, the fault tolerant techniques (FTTs) and their fault coverage must be considered. To consider the effects of FTTs in a digital system, there have been several studies on the reliability of digital model. Therefore, this research based on literature survey attempts to develop a model to evaluate the plant reliability of the digital plant protection system (DPPS) with fault tolerant techniques considering detection and process characteristics and human errors. Sensitivity analysis is performed to ascertain important variables from the fault management coverage and unavailability based on the proposed model. And a method to revise the DPPS fault tree model to consider various FTTs is proposed.
In order to consider the effects of FTTs, key characteristics of FTTs are identified based on the litera-ture survey and are adapted to the advanced reliability model. And fault management coverage of FTT has been used for advanced reliability model to reflect the effects of FTTs. From the sensitivity study, the average unavailability between refueling maintenance has been found to strongly depend on fault management coverage of the manual test. Therefore, when applying the FTTs to the system, fault management coverage of the on-line FTTs should be increased. And although the level of human error is high, average unavailability of component could be reduced by applying on-line FTTs. The conventional DPPS fault tree model can be revised to consider the fault management responsibility of FTT based on the fault management process of various FTTs.
The advanced reliability model, which considers the effects of FTTs in DPPS, is useful to quantify the reliability of DPPS with various FTTs more accurately. The advanced reliability model also makes it possible to confirm changes of unavailability with variation of manual test duration and human errors. Moreover, it can properly suggest guidelines of fault management for on-line FTTs.
원자력 계측제어 시스템이 아날로그에서 디지털기기로 변화함에 따라 시스템의 신뢰도를 증가하기 위해 다양한 고장허용기술이 적용되고 있다. 이러한 변화에 따라 기존 연구에서 다양한 고장허용기술이 시스템 신뢰성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 많은 노력이 이어지고 있다. 기존 연구들을 바탕으로 현재 한국형 원전에 적용된 디지털 원자로 보호계통 신뢰도에 영향을 끼칠 수 있는 고장 허용 기술의 주요 특징들을 파악한 뒤 주요 특징들을 고려한 고장허용기술이 적용된 디지털 원자로 보호계통의 신뢰도를 정량화 하는 모델을 개발하고자 한다. 그리고 개발된 모델을 바탕으로 모델의 주요 변수들에 따른 다양한 민감도 분석을 실시하고자 한다. 또한 현재의 고장 수목 모델에 고장 허용 기술의 주요 특징들을 제대로 고려할 수 있는 방안도 제시하고자 한다.
디지털 원자로 보호계통 내 고장 허용 기술들의 주요 특징들이 고려된 신뢰도 모델을 개발하기 위하여 기존 주기적으로 보수가 가능한 기기의 불가용도를 구할 수 있는 신뢰도 모델에 고장 처리 과정이라는 개념을 도입하여 고장 허용 기술들의 주요 특징들이 불가용도에 적절히 고려될 수 있도록 하였다.
개발된 모델을 통하여 민감도 분석을 수행한 결과, 기기의 불가용도는 수동검사의 고장 처리 범위에 가장 크게 의존되는 것을 확인 할 수 있었다. 그러므로 수동검사의 고장 처리 범위를 줄이기 위해 온라인 고장 허용 기술들의 고장 처리 범위를 늘리는 것이 필요하다. 또한 높은 운전원 실수 환경에서도 온라인 고장 허용 기술들을 적용하면 불가용도가 감소함을 확인 할 수 있었다.
현재 개발된 고장 수목 모델에 적절하게 온라인 고장 허용 기술들을 적용하기 위해 고장 처리 과정을 바탕으로 정의되는 고장 처리 책임 개념을 도입하면, 현 고장 수목 모델을 적절하게 개정할 수 있었다.
이 연구에서 개발된 모델은 현재 디지털 원자로 보호계통의 신뢰도를 더욱 정확하게 정량화 할 수 있을 뿐만 아니라 온라인 고장 허용 기술이 적용 되었을 경우 수동검사 주기 및 운전원 실수에 따른 불가용도 변화를 살펴 볼 수 있고, 적절한 온라인 허용 기술의 고장 처리 범위를 제시 할 수 있다.