MFM用于核电站数字化仪控系统可靠性分析的方法研究

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仪控（Instrumentation&Control, I&C）系统作为核电站的神经中枢，对核电站的安全运行至关重要。在当前运行的核电站中，数字化仪控系统（Digital I&C, DI&C）正逐步取代模拟仪控（Analogue I&C, AI&C）系统，计划建设或正在建设的核电项目在设计时已经完全融入了数字化仪控技术。虽然数字化仪控技术相比较模拟仪控技术而言，在逻辑处理、计算能力、测量与控制精确度等方面具有明显优势，但是由于其特殊结构、多状态特性和动态特性，数字化仪控系统的可靠性评估及验证问题伴随而来。到目前为止，国内外还没有一种能够对数字化仪控系统进行可靠性分析的公认方法。
　　本文提出利用多层流模型（Multilevel Flow Model, MFM）对数字化仪控系统进行可靠性建模与分析的方法，主要工作如下：
　　（1）探讨动态可靠性分析方法对数字化仪控系统可靠性分析的满足情况，提出采用多层流模型作为本文数字化仪控系统可靠性分析的技术方案。
　　（2）选取数字化给水控制系统（Digital Feed-water Control System, DFWCS）作为算例系统。建立工艺系统多层流模型，然后在分析控制规则的基础上，依据两类动态交互过程，建立包含控制的数字化给水控制系统两类交互多层流模型。
　　（3）以算例系统的故障模式及影响分析为基础，采用故障树分析技术对数字化给水控制系统进行可靠性分析：首先对多状态功能进行状态离散并建立系统功能决策表，然后建立故障子树并连接成为故障树，最后对故障树进行分析求解。鉴于系统功能为多状态，进行结果后处理得到系统最小质蕴含。
　　（4）以算例系统中PID软件模块为例，根据软件结构建立多层流模型，依据测试信息获取功能失效概率，利用所开发的建模分析工具在软件中构建模型并通过随测试更新的功能可靠度计算软件整体可靠度，实现软件的可靠性定量评估。
　　综上所述，本文从整体角度对数字化仪控系统进行了可靠性建模与分析，完成了MFM方法应用于核电站数字化仪控系统可靠性分析的方法研究，为进一步工作的开展奠定了技术基础。

著录项

作者
张超;
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作者单位

哈尔滨工程大学;

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授予单位哈尔滨工程大学;
学科核能科学与工程
授予学位硕士
导师姓名杨明;
年度 2014
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类环境与安全;
关键词
核电站; 数字化仪控系统; 可靠性; 多层流模型; 安全运行;

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