不同冗余模式下泵组数字化控制可靠性研究

冗余泵组广泛存在于核电厂各关键部分，对于核电安全方面极为重要。为提高其可靠性，对冗余泵组数字化控制在不同冗余模式下的可靠性进行建模并比较分析。首先根据冗余泵组数字化控制系统在三种冗余模式下不同的运行和控制逻辑建立泵组失效的动态故障树模型。其次，采用最小割集法并建立Markov模型得到三种模式下动态故障树的求解方式。最后，以核电厂RCV系统上充泵数字化控制系统为例，对其在三种冗余模式下的可靠性进行定量分析。研究结果表明：在正常运行工况下，上充泵数字化控制的双热备用冗余模式可靠性为三者最高，冷热备用冗余模式的可靠性居中，双冷备用冗余模式的可靠性最低。本文的研究可以为提高冗余泵组数字化控制的可靠性提供参考。     

基于动态故障树的核电站蒸汽发生器液位控制系统可靠性研究

蒸汽发生器作为压水堆核电站一、二回路之间重要的连接设备,蒸汽发生器液位控制系统(Steam Generator Water Level Control System, SGWLCS)的可靠性直接影响核电站的安全性与发电效率。基于蒸汽发生器液位控制系统的系统构成与控制逻辑,本工作采用动态故障树对SGWLCS进行可靠性建模,故障树模型中包含动态部分与静态部分,利用齐次马尔可夫链对处理器控制模块与给水阀门控制模块的热备用动态门进行计算,再根据逻辑关系分析整体故障树模型。最后,得到系统的可靠度和设备的重要度分析结果。可靠性分析表明采用热备用可以有效提高系统可靠性,通过重要度分析结果可以改进系统的设计与给出设备的定期维修建议。     

压水堆核电厂余热排出系统的可靠性建模与分析

为提高压水堆余热排出系统(RHRS)可靠性,对RHRS的定期检修与维护提供指导与参考,本研究采用故障树对RHRS进行可靠性建模,对系统部件进行重要度指标评价。基于重要度指标评价结果提出了含公用备件的冷备系统的改进方案,引入动态故障树冷备门描述其失效模式,利用Markov模型进行定量分析。研究结果表明,优化后的RHRS可靠度有明显提升。     

动态故障树在主蒸汽管道破裂事故风险评价中的初步应用研究

冗余设计使核电厂系统广泛存在复杂时序失效行为,而基于静态故障树(Static fault tree, SFT)的事故风险评价无法对时序失效行为进行准确模拟。为解决这一问题,本工作提出一种基于事件树+动态故障树(Dynamic Fault Tree, DFT)的事故风险分析框架,并以典型三代压水堆主蒸汽管道破裂事故为例,开展动态事故风险案例分析。首先,建立主蒸汽管道破裂事故的事件树模型以及相关系统的DFT模型;其次,将系统故障树分为DFT模块和SFT模块,并将DFT树模块替换为超级事件参与后续计算;最后,采用割集法计算案例结果,并在相同条件下与传统SFT方法进行对比。案例分析结果表明:(1) 相较于SFT方法,所提方法更为贴近系统的真实失效场景;(2) 针对文中案例所提方法可以降低相关系统失效概率与部分事故序列的发生频率、有助于释放保守风险。     

10kW@20K氦制冷机故障树模型及可靠性分析

研制了一台10k W@20K氦制冷机。为评估该制冷机的可靠性,建立了10k W@20K氦制冷机的故障树模型。收集了国内相似制冷机用户的低温设备失效数据,利用寿命数据软件Weibull拟合了失效数据分布,利用可靠性分析软件Block Sim计算了故障树的顶事件发生概率。通过故障树底事件概率重要度分析,得出主要影响10k W@20K氦制冷机长期可靠性的关键设备是压缩机,透平等设备,并提出了提高氦制冷机可靠性的改进措施。     

响应面方法计算HTR-10余热排出系统物理过程的失效概率

在核电站安全研究中，概率安全评价方法已经得到了广泛的应用.但是对于采用非能动设计的核电站系统，其可靠性分析的研究还处于初级阶段.非能动系统的失效不但要考虑常规可靠性分析中考虑的设备失效，还要考虑物理过程的失效.物理过程失效概率的计算方法和能动系统可靠性分析方法完全不同.本文给出物理过程失效的数学描述，介绍了一次二阶矩法、响应面方法，并且应用响应面方法计算了清华大学核能技术设计研究院10MW高温气冷实验堆(HTR-10)余热排出系统失效概率的近似值. 关键词： 概率安全评价 非能动系统 可靠性 响应面     

故障树分析法在装甲车辆电源系统故障诊断中的应用

为了能够准确地进行装甲车辆电源系统的故障诊断,深入地研究了故障树分析法在其中的应用;首先,以某型装甲车辆电源系统为研究对象,根据系统失效模型和故障机理,将故障树分析法运用于装甲车辆电源系统故障诊断中,建立电源系统故障树模型,进行故障分析与诊断;其次利用电源系统故障诊断平台对电源系统4个模块进行故障模拟仿真研究,可看出故障树分析法能够准确地诊断出电源系统各个模块的故障,检测精度可达94%,取得了预期效果。     

多失效模式光电系统可靠性建模分析方法北大核心CSCD

系统可靠性建模分析是开展可靠性分配、预计、故障树分析及可靠性优化设计的基础。介绍了一种光电系统可靠性建模分析方法,针对光电系统中部分分系统具有多种失效模式且各失效模式均服从指数分布的特点,依据齐次马尔科夫理论,采用马尔科夫状态转移图方法建立了产品的可靠性模型,并给出解析表达式、数值计算方法和Monte Carlo仿真方法。最后,将其应用于某机载光电系统供电回路的实例分析中。采用两种计算方法及Monte Carlo仿真方法分别进行计算,并将结果进行对比分析,证明了该方法的正确性及可行性。     

CO2混合工质冷电联合循环非设计最佳运行组分研究

本文针对耦合在冷藏车上的CO₂混合工质冷电联合循环系统，对其道路运行时的非设计性能进行分析。首先，根据道路运行参数，对内燃机的工况变化区间进行了归类划分；随后，依次建立了稳态设计模型和非设计计算模型。计算结果显示，对于整个道路工况下不同的发动机运行工况，最佳的混合工质CO₂充注比例不同；另一方面，对于整个道路运行工况下的综合性能表现，考虑非设计运行与只考虑稳态设计的系统最优混合工质CO₂充注比例相近。     

一类分时冗余系统的累伤可靠性模型及其参数估计

在不考虑部件每一次修如新的条件下,给出了物理系统状态失效时间的一种等效方法,建立了需要周期更换部件状态的分时冗余系统的累积损伤可靠性模型,并基于Weibull分布对相应模型参数进行了估计,并给出了一个用于评价系统可靠性的仿真方法. 为验证模型与仿真方法的有效性,对一个1/3型机械系统的可靠性进行了分析. 关键词： 分时冗余系统 可靠性 累积损伤模型 物理失效     

城轨车辆电气柜故障诊断方法研究

城轨车辆电气柜种类繁多,结构复杂,若依靠人工检测的方式进行故障的排除,不仅诊断效率低且可靠性差。通过对多个城轨车辆电气柜的具体分析,提出一种动态提取有向图结构模型并生成测试序列的算法,利用图的最优路径算法进行测试自检,最后使用一种适应性测试诊断树来完成故障的定位与隔离。实验表明,该诊断方法能够有效地对城轨车辆电气柜的故障进行诊断,且对于不同拓扑结构的城轨车辆电气柜具有良好的适应性。     

基于PSA敏感性分析的核电稳压器数字控制系统可靠性研究

针对分散控制系统(Distributed Control System,DCS)可靠性设计问题,本文提出了一种基于概率安全评价(Probabilistic Safety Assessment,PSA)敏感性分析的DCS可靠性设计方法。首先,以稳压器压力输入模块高指示故障为始发事件,分析事故序列,并建立事件树模型;然后,在此基础上建立PSA敏感性分析模型来指导核电稳压器DCS可靠性设计和优化;最后,用一个算例验证了该方法的有效性。通过将输入模块可靠性优化设计后的逻辑与基准逻辑对比,结果表明基于该方法的可靠性设计对于降低堆芯损伤有良好的效果。     

地铁电气柜通用测试仪的硬件设计

地铁控制系统是一个庞大的电气控制系统,在控制系统中包含大量的控制电路和逻辑器件;在地铁系统出厂投入运行之前必须确保控制系统的安全性以及其逻辑功能的准确性,为此对控制系统中所有电气柜的检测是一个必不可少的工序;而以往大多采用人工检测方法,效率低也容易引起人为操作错误;为了能够高效、准确地对电气柜内的接线和元件的逻辑组态进行检测,文章研究并设计开发一种通用电气柜逻辑测试仪,测试仪提供1 000个普通测试点和10个大功率测试点,接线使用标准的接线器,检测操作简单、可靠性高;文章研制的测试仪已成功应用于地铁电气柜的测试中。     

基于STM32F的企业楼宇节能控制系统设计

针对企业楼宇耗电量严重的问题,研究设计了基于STM32F的楼宇节能控制系统。该系统采用红外传感模块统计楼宇内人数,使用光控模块采集光照度,通过微处理器实时采集人数和光照强度信号,然后进行数据处理和算法分析,从而实现楼宇照明灯具的自动控制;同时采集用电电器的工作状态信息,若电器长时间处于待机状态,系统将会自动切断其供电电源。实验结果表明：企业楼宇节能控制系统提高了电能利用率,实现了楼宇的低碳节能。     

1000MW超超临界水冷和空冷机组生命周期评价

以1000 MW超超临界水冷和空冷燃煤机组为研究对象,采用生命周期分析方法,建立超超临界水冷和空冷电厂生命周期清单,从能源消耗、环境影响、经济性和综合评价指标进行对比分析。结果表明:空冷电厂较水冷电厂在全生命周期内节水3.08×10~8 m~3,水冷电厂生命周期综合评价指标值较空冷电厂低11.7%,缺水地区发展空冷电厂还需要技术和政策的支持。     

脉冲功率系统中能量回收电路的改进

串联型能量回收电路从电路结构上保证了异常条件下脉冲功率系统中充电电源的安全,但恒流充电电源经回收电感向储能电容充电时会引起回收电路的振荡,不仅会造成充电电源输出过压和回收电感损耗增加,还会导致充电电压一致性明显变差等问题。在分析了回收电路振荡特性的基础上,提出了在回收电感两端并接旁路开关和双路充电输入的电路结构以及相应的充电控制方法,不仅可以抑制回路振荡从而提高充电一致性,还可以消除回收电感和旁路开关的不必要损耗且控制方法也简单通用。对包含有串接型回收电路的600 V/400 A充电系统进行了电路仿真和实验验证,实验结果表明:在600 V重频条件下,回收电路的改进方案可将储能电容电压的充电一致性偏差由10 V降低到2.6 V,对应的相对偏差由1.7%降低到0.5%以内。     

大型LTD装置功率源可靠性初步分析

产生脉冲电流约50 MA的大型LTD装置功率源由数十万个电容器、开关和触发器组成。规模庞大的功率源采用串联系统可靠性模型,其可靠度想要达到一个较高的水平,存在所要求的开关可靠度难以实现的情况。大型LTD装置功率源的主要故障模式为开关自击穿和触发器故障,开关自击穿将导致其所在的模块故障,而触发器一对多的触发方式,使其故障时引起更多的模块故障。在LTD装置输出性能满足要求的前提下,允许存在一定数量的模块故障,并且控制故障模块分布,是实现功率源高可靠度的关键。基于概念设计的大型LTD装置功率源构成框架,分别建立了在功率源、支路、分层上控制故障模块数量的可靠性模型。采用蒙特卡罗方法对该模型进行仿真计算,得出了在给定的功率源可靠度条件下开关和触发器需要达到的可靠度。为实现该可靠性模型,使故障模块不对其他部分产生影响,还对故障模块隔离技术进行了分析。