基于故障分析的核电站环行起重机可靠性分配及风险评估

发布时间：2020-05-20 14:43

【摘要】：作为核电站停堆维护期间的关键起重设备之一,核电站环行起重机主要用于吊运压力容器顶盖等堆内构件,其运行的可靠性直接关系到预定功能的完成度,同时也影响着核电站运行的安全性。为预防起重机事故可能对整机、核环境和工作人员造成的重大后果,同时满足核电站对起重机设备的高可靠性等要求,开展核电站环行起重机的可靠性分配研究和风险评估工作意义重大。论文以核电站环行起重机为研究对象,在明晰其功能实现和结构划分的基础上,首先研究核电站环行起重机的潜在故障模式、故障原因和故障影响,构建相应的故障模式及影响分析(Failure mode and effects analysis,FMEA)表格并完成定性分析;其次着重考虑故障严重度因素的影响,提出基于FMEA非线性转换函数和可能性分布函数构造的方法,并进一步研究由单一因素到多因素影响下的可靠性分配,完成可靠性综合分配;最后考虑风险评估中核电站环行起重机的复杂性,将整机测试信息和环境监测信息纳入风险评估框架,构建基于Bayes网络的更新模型,利用多源信息融合的思想得到核电站环行起重机风险水平的更新信息。(1)通过建立工作原理图和功能框图,明晰核电站环行起重机的功能特点,完成整机结构的层次划分,研究适用于核电站环行起重机的可靠性定义、指标体系等相关可靠性概念。完成整机FMEA工作,对薄弱环节提出改进建议和使用补偿措施,明确核电站环行起重机的故障机制,为后续可靠性分配和风险评估做准备。(2)针对各子系统可靠性指标不明确导致难以指导系统协调设计的问题,以FMEA表和现场故障模式小样本数据为基础,提出相应的以FMEA非线性转换函数和可能性分布函数构造的方法,得到故障严重度单一因素下各个子系统权重的区间可能性中值和清晰可能性中值,用以更加合理地描述和度量各个子系统的故障严重度水平。再者综合考虑多因素的影响,通过构建可靠性分配模型得到子系统权重向量,完成复杂工况下考虑故障严重度的起重机可靠性综合分配工作。(3)针对核电站环行起重机的复杂性特点,构建基于Bayes网络更新模型的风险评估框架,在故障分析的基础上深度挖掘系统的整机测试信息和环境监测信息,采用可拓层次分析法和模糊集合理论定量评估状态参数信息的权重和隶属度,阐释更新模型的信息来源。最后引入多源信息融合的思想得到核电站环行起重机风险水平的更新信息,得到系统在服役期间风险水平变化的趋势和特点。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM623;TH218

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