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基于设备健康状态的核电厂风险预测研究

薛棋铭

基于设备健康状态的核电厂风险预测研究

薛棋铭1
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作者信息

  • 1. 哈尔滨工程大学
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摘要

基于概率安全分析技术的核电厂风险监测系统(Risk Monitor,RM)可以依据系统和设备的实际可用或不可用状态确定核电厂的瞬时风险并进行配置风险管理。在核电厂长期运行期间,存在设备可用但性能发生劣化的情况,而由于目前的风险监测器是以通用数据库为基础,并假定设备失效率保持不变,故无法监测设备性能劣化对核电厂风险的影响情况。预测和健康管理技术(Prognostics and Health Management,PHM)能够对设备的未来状态和剩余寿命进行预测,将PHM与RM相结合可以有效弥补传统风险监测器的不足。 本文在核电厂实时在线风险监测技术的基础上,开展了 RM和PHM相结合的风险预测技术方案的研究,构建了两者相结合的风险预测和健康管理框架。其次,本文利用PHM得到设备的健康状态和剩余使用寿命信息,采用贝叶斯先验分布与后验分布的算法,对始发事件发生频率进行更新,并以蒸汽发生器传热管破裂事故作为案例进行分析;在基本事件失效概率更新方面,本文将设备失效率函数进行积分,获得失效概率随时间的变化信息,同时也考虑了预防性维修对设备失效率的影响,并以重水堆热传输系统失效事故为案例进行了分析论证,计算得到了预防性维修后的基本事件失效概率和重水堆热传输系统失效概率随时间的变化数据。在此基础上,本文以福清压水堆核电厂的一根蒸汽发生器传热管破裂事故为案例,在考虑其始发事件和余热排出系统同时受设备劣化影响的前提下,对核电厂堆芯损毁频率随时间的变化情况进行了预测。 最后,本文为弥补传统风险监测器软件的不足,设计了风险预测模块,从风险预测流程、风险预测指标体系两方面分析了风险预测模块所需的主要功能。并根据上述需求,对风险预测模块界面进行了简要介绍,包括始发事件发生频率界面和基本事件失效概率界面两部分。

关键词

核电厂/风险预测/设备健康状态/剩余使用寿命

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授予学位

硕士

学科专业

核科学与技术

导师

赵强

学位年度

2023

学位授予单位

哈尔滨工程大学

语种

中文

中图分类号

TM
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