反应堆冷却剂系统故障分析及诊断

发布时间：2017-09-22 04:02

  本文关键词：反应堆冷却剂系统故障分析及诊断

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【摘要】：随着核电工业的不断迅速发展以及能源结构转型的不断深入,越来越多的大型核电机组陆续投入运行,提高核电机组的可靠性及运行的稳定性成为核电运营企业不断追求的目标。现役及即将投运的核电机组单机容量相对较大,一旦出现故障会极大地影响电力企业的安全生产,严重情况下还会带来灾难性事故和重大损失,因此,加强核电机组的状态监测与故障诊断对保障电力生产设备的安全稳定运行具有重要意义。反应堆冷却剂系统是核电站核岛内最重要的系统之一,反应堆冷却剂系统的安全稳定工作是整个核电机组平稳运行的基础。在核电技术不断革新的同时,针对反应堆冷却剂系统这一结构复杂且涉及面广泛的系统展开故障分析及诊断技术的研究显得尤为迫切。本文以核电站反应堆冷却剂系统作为研究对象,主要开展了下述工作：(1)对反应堆冷却剂系统的结构组成及相关功能进行说明,系统地对反应堆冷却剂系统及其重要的功能设备的监测参数类别及指标进行了分析阐述。(2)对反应堆冷却剂系统的主要故障模式进行了详细的机理分析,具体研究了四类故障,对各个故障的发生原因、发生后的影响及故障伴随的征兆进行了分析并完成相应FMEA分析。(3)对反应堆冷却剂系统的故障诊断进行了具体方法研究,分析了基于数据挖掘故障诊断的常见方法及每种方法存在的优点及不足,最后采用决策树ID3算法建立故障诊断模型,将故障机理分析的结果融入决策树生成的过程中,实现对故障识别规则的优化。(4)将反应堆冷却剂系统的故障诊断流程进行梳理,完成对反应堆冷却剂系统故障诊断系统的整体思路设计,针对诊断流程及相关算法得出的故障识别规则进行了案例分析。
【关键词】：反应堆冷却剂系统 故障模式 故障诊断 数据挖掘
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM623
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 课题背景及研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状及存在的问题11-12
• 1.3 本文的研究内容12-14
• 第2章 反应堆冷却剂系统结构功能及监测参数分析14-29
• 2.1 压水堆核电站系统构成14-16
• 2.2 主冷却剂系统工作原理及设备分析16-20
• 2.2.1 反应堆结构及功能分析18
• 2.2.2 蒸汽发生器结构及功能分析18-19
• 2.2.3 主泵结构及功能分析19
• 2.2.4 稳压器结构及功能分析19-20
• 2.3 反应堆冷却剂系统监测参数分析20-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第3章 反应堆冷却剂系统故障研究29-44
• 3.1 蒸汽发生器传热管破裂故障29-31
• 3.1.1 蒸汽发生器传热管破裂故障原因分析29-30
• 3.1.2 蒸汽发生器传热管破裂故障影响分析30-31
• 3.1.3 蒸汽发生器传热管破裂故障征兆分析31
• 3.2 失流故障31-34
• 3.2.1 失流故障原因分析31-33
• 3.2.2 失流故障影响分析33
• 3.2.3 失流故障征兆分析33-34
• 3.3 丧失热阱故障34-35
• 3.3.1 丧失热阱故障原因分析34
• 3.3.2 丧失热阱故障影响分析34-35
• 3.3.3 丧失热阱故障征兆分析35
• 3.4 反应堆冷却剂丧失故障35-36
• 3.4.1 反应堆冷却剂丧失故障原因分析35-36
• 3.4.2 反应堆冷却剂丧失故障影响分析36
• 3.4.3 反应堆冷却剂丧失故障征兆分析36
• 3.5 反应堆冷却剂系统FMEA分析36-43
• 3.5.1 FMEA分析方法36-37
• 3.5.2 反应堆冷却剂系统故障FMEA表的建立37-43
• 3.6 本章小结43-44
• 第4章 反应堆冷却剂系统故障诊断44-76
• 4.1 故障诊断模型及流程44
• 4.2 基于数据挖掘的故障诊断方法44-46
• 4.3 基于ID3算法的决策树执行过程46-65
• 4.3.1 属性选择的度量标准47-48
• 4.3.2 噪声与剪枝48-49
• 4.3.3 故障识别规则的建立49-56
• 4.3.4 故障识别规则分析56-60
• 4.3.5 故障识别规则优化60-65
• 4.4 基于FTA方法的故障原因查找65-68
• 4.5 故障位置查找68-69
• 4.6 故障影响及处理措施查找69
• 4.7 故障诊断报告69
• 4.8 应用实例69-75
• 4.8.1 事故描述69-70
• 4.8.2 故障特征识别与分析70-74
• 4.8.3 故障原因及处理措施74-75
• 4.9 本章小结75-76
• 第5章 仿真验证与系统设计76-86
• 5.1 仿真平台设计76
• 5.2 仿真验证76-83
• 5.2.1 蒸汽发生器传热管破裂故障78-79
• 5.2.2 失流故障79-80
• 5.2.3 热阱丧失故障80-81
• 5.2.4 冷却剂丧失故障81-83
• 5.3 系统设计83-85
• 5.3.1 状态监测与故障诊断系统的整体结构83
• 5.3.2 诊断系统功能模块设计83-85
• 5.4 本章小结85-86
• 第六章 结论与展望86-88
• 6.1 结论86
• 6.2 展望86-88
• 参考文献88-91
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果91-92
• 致谢92

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本文编号：898637