Modul Sicherheit und Zuverlässigkeit von Anlagen/Reaktorsicherheit

Code:	221750
Modul:	Sicherheit und Zuverlässigkeit von Anlagen/Reaktorsicherheit
Module title:	Safety and Reliability of Facilities/Reactor Safety
Version:	2.0 (09/2016)
letzte Änderung:	10.04.2019
Modulverantwortliche/r:	Dipl.-Ing. Alt, Sören s.alt@hszg.de

angeboten in den 13 Studiengängen:	Energie- und Umwelttechnik (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2019
	Energie- und Umwelttechnik (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2019
	Energie- und Umwelttechnik KIA (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2019
	Energie- und Umwelttechnik KIA (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2019
	Energietechnik (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2017
	Energietechnik (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2018
	Energietechnik (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2017
	Energietechnik (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2018
	Energietechnik (M.Eng.) gültig ab Matrikel 2019
	Energietechnik KIA (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2017
	Energietechnik KIA (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2018
	Energietechnik KIA (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2017
	Energietechnik KIA (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2018

Modul läuft im:	SoSe (Sommersemester)
Niveaustufe:	Bachelor/Diplom
Dauer des Moduls:	1 Semester
Status:	Wahlpflichtmodul (Vertiefung)
Lehrort:	Zittau
Lehrsprache:	Deutsch

Workload* in

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*	Gesamtarbeitsaufwand pro Modul (1 ECTS-Punkt entspricht einem studentischen Arbeitsaufwand von 30 Zeitstunden)
**	eine Semesterwochenstunde (SWS) entspricht 45 Minuten pro Woche

Selbststudienzeit in h	Angabe gesamt	davon
	105	20 Vor- und Nachbereitung LV	25 Vorbereitung Prüfung	30 Sonstiges

Lehr- und Lernformen:	Vorlesungen, Rechenübungen mit Taschenrechner/Computer und Simulationssoftware, Belegaufgabe



Prüfung(en)
Prüfungen	Prüfungsleistung als Beleg (PB)	-	30.0%
	mündliche Prüfungsleistung (PM)	20 min	70.0%

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Lerninhalt:

Teil 1: Gefährdung, Sicherheit, Risiko - Gefährdungen/Risiken/Schäden durch Technikanwendungen - Säulen der Sicherheitsgewährleistung - Fehlerklassifikation - Gefährdungsanalyse, qualitative Sicherheitstechnik - quantitative Sicherheitsanalyse, Risikoanalyse, Risikobewertung Teil 2: Zuverlässigkeit von Komponenten - Ausfallverhalten von Komponenten, Datensammlungen, Teststrategien, Schätzungen - Histogramm und Dichtefunktion, empirische Auswertung von Datensammlungen - Ermittlung von Zuverlässigkeitskennwerten, ideale statistische Beschreibung von Fehlern mit Verteilungsfunktionen - Anwendung der Weibullverteilung - Grundlagen der Klassifizierung und Bewertung von Personalhandlungen (Human Reliability Analysis) Teil 3: Zuverlässigkeit von Systemen - Übersicht zu Untersuchungsmethoden, qualitative und quantitative Analysen - Systemzuverlässigkeit, BOOLE’sche Grundstrukturen, Kombination von Serien- und Parallelsystemen, k von n-Systeme - Systemfunktion zur Auswertung von Fehlerbäumen, mittlerer Ausfallabstand (MTBF) von Systemen - Zuverlässigkeit von Systemen mit Erneuerung, Verfügbarkeit, Markov-Theorie Teil 4: Zustandsbewertung und Instandhaltung - Monitoring- und Überwachungsmethoden, Zustandsbewertung für Verfügbarkeitsprognosen, Praxisbeispiele - Instandhaltungsplanung konventioneller Kraftwerke unter energiewirtschaftlichen Rahmenbedingungen - Rechtliche Aspekte zum Betrieb von Altanlagen Teil 5: Reaktorsicherheit - Gesetzliche Grundlagen und Schutzziele, Strukturen der Sicherheitsgewährleistung von KKW in Deutschland - Aufbau des Reaktorschutzsystems - Aufbau und Funktion der Sicherheitstechnik in deutschen DWR - Aufbau und Funktion der Sicherheitstechnik in deutschen SWR - Ergebnisse von Störfallablaufanalysen - Ergebnisse von Risikoanalysen - Störfälle und Unfälle in KKW - Sicherheitsanforderungen an zukünftige Reaktoren

Lernergebnisse/Kompetenzen:
Fachkompetenzen:	Teil 1: Die Studierenden kennen Gefährdungen und wesentliche Säulen der Sicherheitsgewährleistung für die Produktions- und Arbeitssicherheit. Sie können Gefährdungsanalyse nach Richtlinien von Berufsge-nossenschaften durchführen. Ferner sind die Studierenden befähigt, notwendige qualitative Sicherheitstechniken festzulegen. Sie sind in der Lage, das Restrisiko für die Kausalkette vom Ausfall eines Bauteils/einer Komponente und deren Einwirkungen auf die Schutzgüter einzuschätzen. Teil 2: Die Studierenden wissen, wie das Ausfallverhalten von Komponenten analysiert wird. Sie kennen die vier wesentlichen Verteilungsparameter: Dichtefunktion, Ausfallwahrscheinlichkeit, Zuverlässigkeit und Ausfallrate. Sie sind in der Lage, Teststrategien zu entwickeln und aus Feldversuchen Datensammlungen zu ermitteln sowie diese empirisch auszuwerten. Sie verstehen, statistische Maßzahlen zu entwickeln, Parameter von Verteilungsfunktionen zu bestimmen sowie diese hinsichtlich der Kategorie der Fehler zu bewerten. Die Studierenden sind in der Lage, Gefahren aus menschlichen Fehlleistungen als einen wesentlichen Bestandteil des Restrisikos einzuschätzen und deren Ursachen als Fehlerarten zu klassifizieren. Sie kennen Analysemöglichkeiten und Maßnahmen gegen menschliche Fehlhandlungen. Teil 3: Die Studierenden kennen die Vorgehensweisen bei deterministischen und probabilistischen Sicherheitsanalysen für energietechnische Systeme. Sie sind in der Lage, die Zuverlässigkeit von Systemen auf Basis von Daten der Komponentenzuverlässigkeit quantitativ zu berechnen. Sie können für reparierbare Systeme den zeitlichen Verlauf der Verfügbarkeit sowie die Dauerverfügbarkeit berechnen. Teil 4: Den Studierenden sind mögliche Vorgehensweisen bei der Zustandsbewertung und für Verfügbarkeitsprognosen auf Basis von Praxisbeispielen vertraut. Sie kennen Grundlagen für die Inspektions- und Instandhaltungsplanung unter den energiewirtschaftlichen Rahmenbedingungen in Deutschland. Teil 5: Die Studierenden sind in der Lage, Sicherheitstechnik deutscher Reaktoren der zweiten Reaktorgeneration zu nennen, deren Aufbau und Wirkungsweisen zu be-schreiben. Sie kennen die Klassifizierung von Störfällen sowie charakteristische Störfall- und Un-fallabläufe. Sie kennen Sicherheitsanforderun-gen an die Reaktorgenerationen III und IV für in Bau befindliche und zukünftige Kernreaktoren.
Fachübergreifende Kompetenzen:	Entwicklung von „Know-how“- und „Know why“ - Methoden zur Betrachtung komplexer techni-scher Systeme, Kritische Nutzung von Daten und Simulationssoftware, ingenieurtechnische Projektarbeit

Notwendige Voraussetzungen für die Teilnahme:	Ingenieur-Mathematik, Technische Mechanik, Grundkonzepte der Energietechnik, Fluidener-giemaschinen, Kraftwerkstechnik
Empfohlene Voraussetzungen für die Teilnahme:	Messtechnik, Steuerungs- und Regelungstechnik

Literatur:

[1] Peter Wratil, Michael Kieviet: „Sicherheitstechnik für Komponenten und Systeme“, Hüthig Verlag, Heidelberg, 2007 [2] H.-D. Kochs: „Zuverlässigkeit elektrotechnischer Anlagen“, Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York Tokyo, 1984 [3] Alfred Neudörfer: „Konstruieren sicherheitsgerechter Produkte, Methoden und systematische Lösungssammlungen zur EG-Maschinenrichtlinie, 4. Auflage“, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1996, 2002, 2005, 2011 [4] Jörg Schneider: „Sicherheit und Zuverlässigkeit im Bauwesen, Grundwissen für Ingenieure“, Hochschulverlag an der ETH Zürich, B.G. Teubner Stuttgart, 1996 [5] Uwe Kay Rakowsky: „System-Zuverlässigkeit, Terminologie, Methoden, Konzepte“, Life-Long Learning-Verlag GmbH Hagen, 2002 [6] Bernd Bertsche und Gisbert Lechner: „Zuverlässigkeit im Fahrzeug- und Maschinenbau“, Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 2004 [7] Dirk Proske: „Katalog der Risiken – Risiken und ihre Darstellung“, ISBN-3-00-014396-3 [8] Fritz Kalberlah, Marcus Bloser, Carsten Wachholz: „Toleranz- und Akzeptanzschwelle für Gesundheitsrisiken am Arbeitsplatz“, Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin Dortmund, 2005 [9] http://www.crgraph.de/