基于马尔可夫等效模块化的核电厂DAS系统可靠性分析

核电厂多样性驱动系统(DAS)是当保护系统发生共因失效时,用于抵御核电厂发生的设计基准事件的系统,对DAS进行可靠性分析至关重要。针对马尔可夫方法的组合爆炸问题,本文提出了一种等效模块化的分析方法,能够将DAS的隐马尔可夫模型分解成若干的部分,并对这些复杂度相对低的部分进行定量分析,根据计算的结果将每个部分再等效为一个设备或模块,最后整合所有部分等效的设备来组成一个等效系统,构建该等效系统的马尔可夫模型,以替代原系统的马尔可夫模型进行定量分析。然后用于对核电厂DAS系统平台进行了定量计算,并采用动态可靠性框图法(DRBD)对结果进行验证,结果显示了其有效性。

基于马尔可夫法的核电厂多样性驱动系统可靠性研究

多样化驱动系统(DAS)作为核电厂反应堆保护系统的多样性手段,是核电厂纵深防御设计中的重要组成部分,其安全可靠运行对核电厂的运行安全起到非常重要的作用。基于核电厂多样性驱动系统的构成与控制原理,采用马尔可夫方法并结合可靠性框图法对DAS进行可靠性建模,有效描述系统的动态特征,最后采用马尔可夫链概率模型检测器求解法,求得DAS系统的可用度和部件重要度分析结果,通过对可用率和部件重要度结果分析,提出改善系统可靠性的方向及改进系统设计和维护的有效建议。

基于概率模型检测器的核电厂蒸汽发生器水位控制系统可靠性分析

蒸汽发生器水位控制系统是核电厂数字化仪控系统最重要的子系统之一,其平稳运行对于核电厂运行安全至关重要。该控制系统包含的部件较多,部件一般可短时间修复,且处理器、电源具有热备,电动主给水泵具有冷备。因此,其可靠性模型要考虑多个设备的修复,热/冷备,备用互投等复杂的相关性或时序。对其进行可靠性分析需要使用详细的动态模型,以及支持大型模型构建的可靠性建模工具。针对上述需求,采用概率模型检测器PRISM对蒸汽发生器水位控制系统进行可靠性定量分析。建立了核电厂蒸汽发生器水位控制系统的马尔可夫模型,并计算了系统的不可用率,分析了对系统不可用率贡献高的故障部件。提出并对比了两种系统可靠性设计方案。

基于概率模型检测器的核电厂分布式控制系统动态可靠性分析

分布式控制系统(DCS)是核电厂的神经中枢,对其进行可靠性分析,识别薄弱环节,开展有针对性的设计优化和运维改进,提高电厂安全水平。DCS部件存在备用自投、在线修复等动态行为,传统故障树不能充分描述上述动态行为。针对上述问题,采用马尔科夫模型建立完整的DCS子系统可靠性模型,包括操作终端、PU处理单元、交换机,以及处理器、电源等各类模件,采用概率模型检测器PRISM对马尔科夫模型进行定量计算,得到系统的不可用率,并对系统各失效状态维修率进行了敏感性分析,结果表明,操作与监视系统(OM690)、电厂总线和采集卡失效对系统不可用率的贡献高达95%,因此,通过增加OM690系统、总线设备、采集卡的备件数量和维护人力,可有效提高上述设备的可靠性。

基于BDMP的某核电厂化容系统上充回路可靠性分析

核电厂化学与容积控制系统(CVCS)关键组成设备有上充泵、上充阀门组以及热交换器,是保证核电机组安全运行的关键,其运行可靠性对于核安全有重要意义。传统静态故障树不能很好地描述这些动态行为的失效模式,对于此类问题,分析假设过于保守。针对故障树分析的局限性,本研究采用布尔逻辑驱动的马尔可夫过程构建了上充回路的动态可靠性模型,采用KB3进行BDMP建模,分别采用YAMS和PRISM进行不同部分对总不可用率的影响的定量分析。结果表明:系统的总不可用率约为0.033,上充泵失效对系统贡献占比最大约为99.99%,对其采取有针对性的运维措施,以提高核电厂安全水平。

核电厂数字化仪控系统I/O卡件备件数量优化

数字化仪控系统(DCS)是核电厂的神经中枢,是一种以微处理器为基础,采用控制功能分散显示、操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的仪表控制系统,它对机组的安全、经济运行起着至关重要的作用。I/O卡件是DCS与现场仪表交互的关键部件,当I/O卡件出现故障时,需要及时更换,所以I/O卡件需要一定数量的备件。如果备件过少,系统可用率达不到要求,反之会导致总费用过高。基于马尔可夫模型,提出了一种可用率约束条件下,考虑共因失效的I/O卡件备件数量优化方法。并采用概率检测器PRSIM实现了对马尔可夫模型的定量分析,得出了满足可用率的约束条件的最少备件数,达到降低核电厂DCS运行维护费用的同时,保证其安全可靠运行的优化效果。

基于BDMP的反应堆冷却剂平均温度控制系统动态可靠性分析

反应堆冷却剂平均温度控制系统(RCATCS)是核电厂安全重要仪控系统之一,对保证核电厂的正常运行起着重要作用。采用布尔逻辑驱动的马尔科夫过程(Boolean logic Driven Markov Process,BDMP)构建RCATCS动态可靠性模型,并采用概率模型检测器PRISM对其进行定量分析,得到了RCATCS的不可用率及系统各部分对不可用率的贡献值。最后,通过对比KB3和YAMS的BDMP定量分析结果,验证了该方法的有效性。结果表明,定量分析的计算效率明显提高,为核电站RCATCS设备的维修侧重提供了参考和方向。

基于BDMP模型的核电厂稳压器水位控制系统可靠性分析

稳压器水位控制系统(PLCS)承担一回路冷却剂装量调节功能,是核电厂分布式控制系统(DCS)的关键子系统之一。本文采用布尔逻辑驱动的马尔科夫(BDMP)模型构建PLCS动态可靠性模型,并提出了一种将BDMP转换为马尔科夫模型的方法,采用概率模型检测器PRISM对转换所得马尔科夫模型进行定量计算,得到了PLCS的不可用率及不同部件对不可用率的贡献值,然后采用KB3和YAMS进行建模与定量计算,将结果与PRISM结果进行比较,验证了本文方法的有效性。本文方法为核电厂稳压器水位控制系统设备维修的侧重提供了方向和参考。

基于云端控制的智能现场无人运货车设计

介绍了一种通过云端控制的现场运输小车的硬件和软件系统。小车通过摄像头和传感设备对现场数据进行检测和监控,并通过GPRS模块将其发送至云端,供用户监测观察。小车可对多种环境情况进行分析,并具有智能避障、智能充电和电磁轨道循迹的功能。其因个性化搭建和实时监控的特点可被广泛运用于生产现场,方便管理。