可靠性加速试验技术研究

为了更好地理解和运用可靠性加速试验技术,通过文献调研的方式,对加速寿命试验(ALT)、加速退化试验(ADT)、加速可靠性增长试验(ARGT)、高加速寿命试验(HALT)以及高加速应力筛选(HASS)等可靠性加速试验技术进行了研究。阐述了不同类型的可靠性加速试验技术在产品全生命周期内的适用阶段及其应用特点,并将可靠性加速试验与传统可靠性模拟试验技术进行了对比。对比结果表明,可靠性加速试验技术已经发展为产品寿命与可靠性评估的新途径,为高可靠性、小子样、长寿命、零失效产品的可靠性评估提供了有效方法,解决了传统可靠性模拟试验技术难以暴露产品设计缺陷和薄弱环节的问题。指出可靠性加速试验技术的应用前景以及未来方向。该研究有利于加强对可靠性加速试验技术的深入理解,以及推进该技术的长久发展。

基于深度学习的结构可靠性分析方法研究

深度学习理论作为模式识别和机器学习的最新研究成果,在图像识别、语音识别和故障诊断中取得了显著成效,相对传统机器学习理论,深度学习无需人为提取特征,就能够进行深度的学习训练,可给问题提供全局最优解,因此具有更好的分类和逼近效果°为提高结构可靠性评估精度和效率,引入深度学习理论,构建高效稳健的结构可靠性评估模型,在随机变量空间中高效抽取有限训练样本,采用深度信念网络构建失效与安全边界的高精度代理模型,应用所建立的代理模型高效求解原问题的失效概率.为验证所提方法具有良好的计算精度和效率,分别通过数值算例和工程算例所提方法和作为参考的蒙特卡罗法测试,计算失效概率和计算时间结果表明,所提方法在计算效率和精度上均有提高。

基于电量参数特征分析的逆变器开路故障诊断方法研究

针对传统基于电压信号分析的和基于电流信号分析的逆变器开路故障诊断方法存在的缺陷,提出了一种基于电量参数特征分析的逆变器开路故障诊断方法。综合分析电压信号特征与电流信号特征,进行故障诊断。利用电压信号特征进行故障相诊断,同时利用电流信号特征进行故障开关管定位。在保留基于电压信号的逆变器开路故障诊断方法的优越性的同时,进一步克服了基于电流信号的逆变器开路故障诊断方法的可靠性低的缺陷。最终,利用MATLAB/Simulink软件搭建仿真模型,验证该开路故障诊断方法的有效性。验证结果表明,该逆变器开路故障诊断方法能够有效地进行故障相诊断以及故障开关管定位,可以广泛应用于电力、电动汽车、核电、航天等行业,能够避免由于逆变器开路故障带来的损失,提高了行业安全性和可靠性。

核设备鉴定试验中仪控系统可靠性预测

核设备鉴定试验数字化仪控系统的可靠性直接决定着核设备鉴定试验的成败。重点介绍、分析了核设备鉴定试验中仪控系统结构的组成及其自身特点,并给出了仪控单元的定义。结合仪控单元自身特点,给出了影响可靠性的关键因素。同时,在对仪控单元分析的基础上,给出了表征仪控系统可靠性的故障率。利用反向传播(BP)神经网络技术,建立核设备鉴定仪控系统可靠性预测模型,并结合仪控系统历史数据,对其可靠性进行预测分析,得到了有效的预测结果,进一步提高了核设备鉴定仪控系统的可靠性。给出了日常维护核设备鉴定试验仪控系统的措施和建议。该预测方法同样可以运用到化工、石油、电力等领域的相关设备鉴定行业。

核级电动截止阀多因素耦合强化试验与控制方式改进研究

阀门作为核反应堆系统中的关键能动设备,其可靠性直接决定着反应堆安全及人员安全。针对核电厂常用阀门——电动截止阀,基于既往故障数据分析和结构特点,发现核级电动截止阀的主要故障是位置指示器与行程位置不匹配导致阀门内漏。以此为基础设计了耦合强化试验,模拟综合使用工况下的振动强化效应,使得在较短时间内激发电动截止阀的故障,然后根据故障原因提出以堵转电流控制关阀的方式解决内漏问题。试验结果表明,改进控制方式后以转矩控制机构控制关闭,电动截止阀关闭正常无泄漏。

基于高斯滤波与帧差法的核动力系统蒸汽泄漏检测

核动力系统内部存在高温高压蒸汽,一旦发生泄漏,轻则导致系统功能丧失,重则造成人员伤亡,因此开展核动力系统蒸汽泄漏检测工作迫在眉睫。当前,蒸汽泄漏主要通过压力表进行检测,若系统压力较高时出现微小泄漏,其压力减小量不足以引起运行人员重视,以致于无法及时发现蒸汽泄漏,因此该检测方法存在一定弊端。本文引入计算机视觉技术对核动力系统进行监测,采用帧差法对蒸汽泄漏进行检测,结果表明,该方法针对帧率小于26的蒸汽泄漏检测视频,在泄漏初期就能有效检测出蒸汽泄漏,并进行预警。该方法的提出为核动力系统蒸汽泄漏检测提供了一种新思路且能够有效应用于工程领域,同时也为其它领域高温高压介质的泄漏检测提供参考。

Thermodynamic Performance Comparison and Optimization of sCO_(2)Brayton Cycle,tCO_(2)Brayton Cycle and tCO_(2)Rankine Cycle

In this paper,to further improve thermodynamic performance of supercritical carbon dioxide cycle,simple/recompression transcritical carbon dioxide Brayton cycle(STBC/RTBC)and simple/recompression transcritical carbon dioxide Rankine cycle(STRC/RTRC)are proposed.Thermal and exergy performance analysis and optimization for the above four transcritical CO_(2)cycles and simple/recompression supercritical cycle(SSBC/RSBC)are conducted.The effect of key thermodynamic parameters on those CO_(2)cycle performance is studied.Results indicate that the improvements of thermodynamic performance of CO_(2)cycle are obvious when transcritical Brayton and Rankine cycle are applied in it.Within the same range of optimization variables,the maximum thermal efficiency improvements of RTRC and RTBC are 4.98%and 3.6%,and maximum exergy efficiency improvements of RTRC and RTBC are 7.08%and 5.13%when compared with RSBC.Moreover,the thermodynamic performances of STBC and STRC are also outstanding than that of SSBC.This work provides a way to further improve the thermodynamic performance of CO_(2)power cycle.

可动电磁型控制棒驱动线可靠性增长试验及改进研究

针对可动电磁型控制驱动机构,采用单组控制棒驱动线,轴向1:1的模拟组件,模拟实堆条件下开展控制棒驱动线可靠性增长试验,寻找薄弱环节,并通过驱动机构的失效事件,分析获得了失效机理,针对性地进行优化改进。最后在复用原试验样机的基础上重新进行试验验证。结果表明,可动电磁型控制棒驱动线可靠性增长试验可寻找出驱动机构的潜在不足,经过改进设计后提高了原驱动机构的运行寿命。

基于分区密度补偿的稳压器液位测量研究

针对稳压器底部电热元件进行加热时,稳压器中上部和底部温度差异较大,导致传统稳压器差压法液位存在测量误差大的问题,提出了一种基于分区密度补偿的稳压器液测量方法。首先根据实际情况将稳压器分为饱和区和非饱和区,饱和区为饱和蒸汽所在区域,利用测量得到的温度对饱和蒸汽密度进行补偿;非饱和区域为介质水所在的区域,利用非饱和区域平均温度对介质水密度进行补偿。其次在稳压器饱和区和非饱和区,建立基于最小二乘法的多项式拟合模型,进行密度变量补偿,进而结合冷水段密度量进行液位计算。最后在实验装置上进行实验,并和基准液位进行比较,实验表明本文所提出的稳压器液位测量方法能够得到可靠的测量结果,因此本方法能够广泛应用于核工业等工业领域中压力容器液位测量。

基于运行过程变量特征分析的核级闸阀故障诊断方法

针对核级闸阀卡滞故障,提出一种基于运行过程变量特征分析的闸阀故障诊断方法。闸阀开关运行过程往往包含故障特点及变化规律,因此该方法首先利用Shannon熵对闸阀开关过程振动信号功率谱进行信息化度量,计算出功率谱熵均值作为目标过程变量,分析闸阀健康情况下和故障情况下的目标过程变量的特征变化,进而划分故障区域和非故障区域,对闸阀进行故障诊断。最后基于核级闸阀实验,对该方法进行实验验证,结果表明该方法能够有效地诊断出核级闸阀故障,并且该方法具有一定的故障预测能力。因此该方法的使用能够降低因为闸阀卡滞故障造成的核设施事故发生概率,同时该方法能够用于其他领域闸阀故障诊断。