中国实验快堆钠水反应事故信号系统可靠性评价研究

论文摘要

系统可靠性分析是核反应堆概率安全评价的重要内容和基础。对反应堆重要安全系统进行可靠性分析研究，可以定性、定量地评价系统的设计性能、与不可用度有关的支配性设备、故障模式和系统不可用度等，为系统的设计改进、优化配置、运行维修等提供直接的、有价值的参考和依据。中国实验快堆（China Experimental Fast Reactor，CEFR）是我国第一座钠冷池式快中子反应堆，其特有的钠-钠-水三回路的主冷却系统引入了蒸汽发生器发生钠水反应事故的风险。本文以评价CEFR钠水反应事故信号系统的可靠性为目标，以概率安全技术为手段，分别建立大、小钠水反应事故的故障树模型，分析了包括系统监测仪表、控制设备、动作执行机构、计算机监控处理等在内的系统可靠性，获得了该系统的可靠性定性结果和定量指标。分析结果表明：在考虑共因的情况下，蒸汽发生器发生小钠水反应事故时信号系统不可用度点估计值为1.80E-4，发生大钠水反应事故信号系统不可用度点估计值为6.92E-05。同时本课题对可编程控制器控制软件的可靠性方法研究进行了初步的探索研究，并提出了针对快堆可编程控制技术的可靠性测试方法，利用与蒙特卡罗方法相结合的测试方式对钠水反应事故信号系统进行了可靠性评价，获得了比较合理的结果。论文通过分析计算获得了对CEFR钠水反应事故信号系统可靠性的量化评价，为设计和改进CEFR全厂概率安全评价提供了数据，并对该系统的运行、定期检验和维修等工作提出了建议。论文探索探究了可编程控制器控制软件的可靠性评价方法，对逐渐应用广泛的核电站计算机监控系统进行可靠性评价具有一定的借鉴意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 背景
• 1.2 钠冷快堆的钠水反应安全问题
• 1.3 系统可靠性评价技术
• 1.3.1 可靠性技术的发展
• 1.3.2 我国可靠性发展现状
• 1.3.3 软件可靠性发展
• 1.4 课题任务
• 第二章 可靠性方法学及软件
• 2.1 系统可靠性
• 2.1.1 概述
• 2.1.2 可靠性分析方法
• 2.2 RISK SPECTRUM程序介绍
• 2.2.1 Risk Spectrum的主要功能
• 2.2.2 可靠性参数
• 2.2.3 共因事件组
• 2.2.4 基本事件可靠性模型
• 2.2.5 最小割集（MCS）分析
• 2.2.6 不确定分析
• 2.2.7 重要度和敏感度分析
• 2.2.8 时间相关性分析
• 第三章 钠水反应事故信号系统简介
• 3.1 系统介绍
• 3.2 系统功能流程
• 第四章 故障树可靠性分析
• 4.1 故障树模型的建立
• 4.1.1 边界条件和基本假设
• 4.1.2 顶事件的确定
• 4.1.3 故障树模型
• 4.2 定性定量分析
• 4.2.1 小钠水反应事故信号系统故障树
• 4.2.1.1 最小割集分析
• 4.2.1.2 时间相关性分析
• 4.2.1.3 共因分析
• 4.2.2 大钠水反应事故信号系统故障树
• 4.2.2.1 最小割集分析
• 4.2.2.2 时间相关性分析
• 4.2.2.3 共因分析
• 第五章 可编程控制器软件部分的可靠性测试
• 5.1 背景介绍
• 5.2 软件可靠性方法
• 5.2.1 软件可靠性的定义
• 5.2.2 软件可靠性度量
• 5.2.3 软件可靠性分析模型
• 5.2.3.1 可靠性预测模型
• 5.2.3.2 可靠性结构模型
• 5.3 基于蒙卡理论的软件可靠性测试
• 5.3.1 系统设备简介
• 5.3.2 测试程序设计
• 5.4 小结
• 第六章 总结与建议
• 6.1 结论
• 6.1 今后工作的建议
• 参考文献
• 附录一 故障树图
• 1.1 小泄漏信号失效
• 1.2 大泄漏信号失效
• 附录二 部分设备失效数据表
• 附录三 课题研究期间发表的论文
• 致谢