基于CDG的核动力装置警报分析方法研究

论文摘要

核动力装置一旦发生事故,将引发主控制室产生大量警报,从而容易使操纵员感到困惑。同时,沉重的工作负荷和精神压力容易使操纵员产生人因失误,从而危害核动力装置的安全运行。本文提出一种因果关系图方法,可用于分析警报间复杂的因果关系,有利于操纵员进行决策。针对传统的因果关系图有关系复杂,功能间因果关系难以穷尽的缺点,本文应用多层流的建模思想辅助建模,将系统拆分成物质流、能量流、信息流,从而大大地减少了建模的工作量,并简化了分析。本文介绍了因果关系图的基本理论和定性推理方法,并以二环路压水堆核动力装置为例,对主冷却剂系统的主要设备和管道进行了建模,建模过程中采用高度抽象的方法,简化了一些系统的阀门和辅助设备,从而有利于简化诸如主冷却剂丧失事故（LOCA）、蒸汽发生器传热管断裂（SGTR）以及主蒸汽管道破裂（MSLB）等设计基准事故下警报分析工作。本文采用并采用面向对象的语言C++编写了相关的算法,并通过来自RELAP5/MOD2的仿真数据验证了所提出模型和算法的有效性。实验结果表明:本文所提出的基于因果关系图的核动力装置模型和警报分析方法可以有效用于反应堆停堆前的系统异常分析和诊断。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究背景
• 1.2.1 警报分析和故障诊断
• 1.2.2 传统的警报分析系统
• 1.2.3 智能警报分析系统
• 1.3 警报分析技术
• 1.3.1 基于规则的推理方法
• 1.3.2 基于故障树的推理方法
• 1.3.3 基于人工神经网络的警报分析方法
• 1.3.4 基于数学模型的推理系统
• 1.3.5 基于定性模型的推理方法
• 1.4 课题主要任务
• 1.5 论文内容安排
• 第2章 基于CDG的警报分析方法
• 2.1 因果关系图简介
• 2.1.1 因果关系分析
• 2.1.2 因果关系的一般性质
• 2.1.3 因果关系图模型的推理形式
• 2.1.4 因果关系图模型的优缺点
• 2.1.5 针对不足采取的方法
• 2.2 多层流模型简介
• 2.2.1 多层流模型概念及基本元素
• 2.2.2 多层流模型的关系描述
• 2.2.3 MFM传播方式
• 2.3 基于多层流的因果关系图模型
• 2.3.1 基于CDG的警报分析模型属性
• 2.3.2 因果关系图（CDG）的基本元素
• 2.3.3 模型中知识的组织
• 2.3.4 基于CDG的警报分析建模方法
• 2.3.5 基于因果关系图的警报分析建模原则
• 2.4 本章小结
• 第3章 基于CDG的核动力装置建模
• 3.1 CDG建模基本步骤
• 3.2 核动力装置多层流模型建模
• 3.2.1 目标系统的结构及特点
• 3.2.2 目标层的结构关系
• 3.2.3 核动力装置多层流模型
• 3.2.4 核动力装置结构各流层特点
• 3.3 核动力装置因果关系图模型
• 3.3.1 一回路因果关系图模型
• 3.3.2 二回路因果关系图模型
• 3.4 本章小结
• 第4章 实验及校正
• 4.1 C++算法描述
• 4.1.1 数据结构
• 4.1.2 推理策略
• 4.1.3 程序流程图
• 4.2 SGTR警报分析
• 4.2.1 SGTR简介
• 4.2.2 SGTR警报分析过程
• 4.3 LOCA警报分析
• 4.3.1 LOCA简介
• 4.3.2 LOCA警报分析过程
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢