核电仪控实时操作系统软件需求研究

实时操作系统作为核电厂数字化仪控系统的核心组成部分,在核电厂数字仪控系统中发挥重要作用。但我国核电厂应用的实时操作系统严重依赖进口。为打破国外技术壁垒、实现核电厂的实时操作系统完全自主化,对适用于核电厂的实时操作系统软件需求进行研究。深入学习了实时操作系统的经典书籍,研究了核电软件法规和实时操作系统相关标准,调查了实时操作系统在核电数字仪控系统中的应用需求,分析了在核电厂成熟应用的友商产品的软件需求。提出了适用于核电厂数字仪控系统的可靠性和安全性的实时操作系统软件需求,包含外部接口需求、功能需求、性能需求和软件系统属性等。该研究为后续实现独立自主的核电仪控实时操作系统软件的设计及研制奠定了基础。

核级DCS系统应用软件第三方评定方法研究

核级DCS系统是核电厂最重要的系统之一,对确保核电厂的安全运行起着至关重要的作用。核级DCS系统的最大特点是通过软件来实现核电厂的安全保护功能。如何保证软件开发过程及最终产品满足预期需求,同时不引入非预期特性,是确保核级DCS系统可靠性和安全性的关键。在最新版核安全导则HAD 102/10中,对于核级DCS系统软件,新增了第三方评定的相关要求。本文遵循相关要求,研究并提出了一种适用于核级DCS系统应用软件第三方评定的方法。该方法已在某核级DCS供货项目中进行了应用,并取得了良好的应用效果。

核电厂安全仪控系统D3设计发展历程研究

核电厂仪控系统除了满足总的纵深防御目标,确保各种工况下监测、控制和保护功能的完整、可靠执行外,其中的安全仪控系统还需要考虑纵深防御和多样性(D3)设计,以应对软件共因故障等问题。为了更好地把握仪控系统共因故障的应对方法和规律、明确D3设计的发展趋势和方向,研究和总结了核电厂安全仪控系统D3设计的发展历程,分析了各阶段D3设计及其分析评价的要点。指出了软件共因故障应对方法从强调通过多样性增强核电厂纵深防御到构建仪控系统自身纵深防御的发展趋势,以及其可能存在的问题。核电厂安全仪控系统只有从消除、缓解和包络等方面全面构筑针对自身故障的纵深防御,才能在满足D3设计要求基础上更加有效地应对软件共因故障带来的潜在安全风险。

基于SFMECA的危害和风险及关键性分析研究

作为核电厂仪控系统验证与确认(V&V)活动中重要的初始和基础任务,软件危害和风险及关键性分析为系统的可靠性和稳定性提供了有效保证。为研究软件危害和风险及关键性分析的可操作性分析方法,基于软件故障模式、影响和关键性分析(SFMECA)技术及V&V技术,对软件危害和风险及关键性分析进行研究,并制定了一套定量分析方法。通过系统性、定量化的分析方法,提高了软件危害和风险及关键性分析的操作性。同时,探索了软件风险和危害与关键性程度的关联,使关键性分析的过程得到危害和风险分析结论的有效支撑。该研究为后续项目在实施初期尽早识别技术危害和风险提供了新的定量分析方法,改善了软件质量,进而保证了交付质量。

核电站风险监测器软件开发研究

在大型概率安全分析软件系统Risk A的基础上,开发了具有自主知识产权的核电站风险监测器Risk Angel。使用Risk Watcher及大亚湾核电站的部分参考模型对Risk Angel系统进行了测试。测试结果表明,Risk Angel完全可以用于核电站实时风险的计算。

核电站安全级DCS应用软件设计过程浅析

当应用数字化技术DCS对核电站安全重要系统进行设计时,为了保证安全级DCS应用软件的可靠性,对相关法规标准进行了研究。鉴于以IEEE标准为主的美国标准体系较为完整,认为可应用NRC认可的系列IEEE标准来指导应用软件的设计,并分析了各个软件相关IEEE标准间的关系以及设计时该如何应用这些标准。最后,依据标准要求对应用软件的设计方法进行了研究,初步得出了计划、需求、设计、实现、集成和确认、安装各个阶段的执行方法。

基于信息化技术的发电厂特种设备安全管理系统建设

在对发电厂特种设备安全管理现状分析的基础上,探讨了发电厂特种设备安全管理体系的建构,设计了发电厂特种设备安全管理信息系统,其主要包括建设目标和原则、系统架构以及功能模块的设计。

核电厂安全级仪控设备的商品级软件鉴定初论

对于结构简单、功能单一的安全级数字化仪控设备中所包含的商品级软件,特别是已经完成设计开发的软件,要求软件设计方按照相关标准实施软件的设计开发过程以及验证与确认过程是不现实的。论述了安全级数字化仪控设备中所包含的商品级软件的鉴定方法,重点介绍了IEC标准和EPRI报告中相关的鉴定方法。通过对商品级软件进行安全评价,并完成相关鉴定工作,以补充证明软件在规定条件下执行其预定的安全功能是可行的。这有利于我国的数字化仪控设备厂商开展软件的鉴定工作。

核电厂安全系统软件单元测试的安全审评

软件单元测试过程在核电厂安全系统软件的测试以及范围更广泛的验证与确认工作中占有重要的地位。软件单元测试过程是一个综合的、系统化的过程,它应满足软件测试相关的文档要求。在对软件单元测试过程进行审查时,要关注它对软件安全需求的覆盖情况、软件内部结构的覆盖情况以及工作的独立性。

核安全级软件质量控制方法研究

核安全级软件对仪控系统的安全功能实现发挥着重要作用。相关法规和标准对核安全相关软件质量提出了明确要求,但对标准的不同理解导致实际操作上存在落地难问题。对相关法规标准要求开展了研究,同时结合软件的设计实现过程,从软件设计、软件实现、软件集成阶段研究如何开展质量控制活动。创新性地提出部件测试、设计验证与确认(V&V)、实现验证与确认、应用软件确认测试的软件质量控制方法,使软件满足需求和系统功能要求。同时,阐述软件质量控制与系统质量控制关系。软件质量控制方法的研究结果为实际工作开展提供一种可行方法,同时为标准落实提供了可行的操作实践。应用该方法的软件和系统质量优于同类其他系统,取得较好的质量结果,为安全关键软件的质量控制提供了有益的参考实践。

强度折减法在三种坡度下的植物护坡应用

以均质黄土和油松根系组成的根土复合坡体为研究对象,在植物固土护坡力学原理的基础上,利用有限元软件ANSYS进行分析。在三种不同坡度下不断植树,采用强度折减法分析滑动面的安全系数,定量分析边坡的稳定性变化情况,从而获得最优的植树方案。由安全系数变化情况可得出:边坡为25°时,前2棵(从坡脚起)油松对于边坡稳定性的提升作用较为显著,最佳树距为3 m;边坡为35°时,为前4棵和2.5 m;边坡为45°时,为前5棵和2 m。结果表明:(1)坡度越大,种植棵数越多,离坡脚越远的树对边坡稳定性的贡献越少(安全系数增幅不断减小);(2)坡度越大,种植间距越小,但不是越小越好,有最佳值;(3)三种坡度下,坡脚处最易失稳,第一棵树根系所承受的拉应力最大,对稳定性的贡献也最大(安全系数增幅最大)。研究结果为植物护坡的植树栽植提供理论支持。

核安全级仪控软件可靠性评估模型构建

为了对核安全级仪控系统软件可靠性进行定量评估,研究依照贝叶斯网络建模步骤进行模型建设的方法。对国际上几种主要核安全级仪控系统标准体系进行对比分析,构建核安全级系统软件可靠性评估综合模型和子模型,使用贝叶斯公式对模型可靠性进行量化计算和评估,提出通过衡量模型各节点的敏感度验证模型建立的合理性。实现运用贝叶斯网络方法,通过对系统因素关系分析,结合专家定性判断,对复杂系统进行模型构建,同时提供对系统内不确定因素进行定性与定量相结合的预测和验证的方法。

核安全级数字化仪控系统软件相关标准研究

针对核电厂安全级数字化仪控系统的特点,对其软件相关的标准进行了研究。分析了安全级数字化仪控系统软件生命周期的相关标准,以及在软件生命周期的开发阶段执行软件验证和确认(V&V)活动所应遵循的标准,以期为后续核电厂安全级数字化仪控系统软件的设计审查提供技术参考。

质子交换膜燃料电池电站多米诺事故概率和风险研究

为探究氢能电站火灾爆炸事故发展规律,采用多米诺效应对电站进行事故概率和风险研究,建立氢能电站多米诺效应定量风险分析模型。基于设备受损概率模型与多米诺理论基础,提出氢能电站多米诺效应概率计算方法,并将方法运用到实际案例,结合SAFETI软件对具体多米诺事故场景进行定量计算。研究结果表明:氢能电站易发生多米诺事故,考虑一级多米诺效应后人员潜在死亡概率增加56%。研究结果可为制定氢能电站安全防控措施以及降低火灾爆炸事故对人员和设备的危害提供依据。

核电厂安全级控制系统软件关键性分析

为规范核电厂控制系统的软件开发和验证活动,提出了软件关键性分析方法。运用软件关键性流程树对软件组件的关键性等级进行初步分类,按软件危险性与可操作性分析方法验证该关键性等级,结合控制系统的整体安全目标确定各软件组件的安全完整性等级。应用实验表明:与现有方法相比,本方法具有更好的可操作性和可验证性,可为核电厂控制系统的软件关键性分析提供参考。

核电厂安全系统软件验证和确认方法探索

核电厂安全系统软件的可靠性直接影响核电厂的安全运行。如何保证该类软件的可靠性是必须解决的问题。对软件寿期各阶段进行验证和确认是保证软件可靠性的方法。在开发新的软件时,从要求规范的确定到系统集成的开发过程的每个阶段都存在引入错误的可能。软件验证的首要作用是在软件寿期内尽可能早地发现及纠正错误;其次是为已排除了所有影响系统性能的软件错误提供保证。软件的确认为软件满足所有特定的要求提供了证明和保证。

核电安全级仪控系统软件V&V活动及其方法研究

核电厂安全级软件的安全性保证包括软件的安全开发技术和软件的验证与确认技术两个方面。按照核法规HAF要求,V&V是保证软件的安全性与可靠性的必要步骤,必须通过V&V过程才能证明和确认数字化核级仪控产品中软件的安全性和可靠性,产品才能被允许应用于核电站安全功能的执行。福岛核事故后,对于核电厂的安全性、可靠性的要求空前提高并得到各界的广泛共识。本文依托CPR1000核电厂数字化仪控技术,描述了安全级软件V&V工程活动,借鉴IAEA相关技术报告与国际上先进核电厂V&V技术特点,总结归纳CPR1000核电厂项目V&V技术方法,期望为CPR1000新项目V&V活动提供有益参考。

核电厂数字化安全仪控软件的V&V实现

以日本三菱MELTAC安全级软件在核电厂中应用的V&V为例,就其主要的工作流程、步序、输入输出结果进行分析说明,以期为核电厂数字化仪控系统(DCS)软件V&V工作的自主化和国产化提供借鉴。

内陆核电站水供给安全问题分析及对策研究

内陆核电站正常运行时的用水量及排放稀释用水量均较大,将和现有流域内其它用水户产生竞争,尤其在水资源相对缺乏的地区将对水资源配置格局产生较大影响。分析了我国内陆核电站在正常气候和极端干旱天气条件下的水供给安全问题,提出应综合考虑电力需求、流域水资源情势、核电60 a寿期内水资源变化趋势和承载能力、生态保护等因素,提前确定各流域核电项目合理布局和建设规模,以提高各流域核电开发综合效益,保证各相关水资源利用规划的相容性。

核电站安全级DCS系统及软件安全分析

本文提出了核电站安全级DCS工程设计和实施中所需开展的安全分析活动,保证安全级DCS系统及应用软件的功能安全。通过系统及应用软件生命周期内的危害分析活动,将可能影响系统及应用软件功能安全的危害和风险进行识别和评估分析,将危害和风险消除或控制在可接受范围内,确保核电站安全稳定运行。