人因可靠性分析技术研究及在AP1000核电站SGTR事故分析中的应用

发布时间：2019-08-09 17:06

【摘要】：历史经验教训表明,人为因素(简称人因)是影响复杂工业系统极为重要的因素之一,如何从人因工程的角度,正确地分配人机功能、合理地设计操作规程、改善人机接口等,已经成为减少或缓解人为失误诱发的核电站事故的关键。论文以核电站蒸汽发生器管道破裂事故为背景,针对人为失误,研究系统设计的人因可靠性。对于建立完整概率风险分析,实现定性和定量评价人因失误行为对系统安全的影响、尽可能减少人因失误并提供恢复能力的人因工程设计有着至关重要的作用。本文分析对比了当前应用最广泛的6种HRA方法,得出其各自的优缺点。建立了操纵员认知行为模型,给出了其与数字化核电站人机接口资源的映射关系。分析了Rasmussen三级行为模型及其人因失误模式。建立了人因失误原因、操纵员认知行为模型、Rasmussen三级行为模型之间的对应关系。基于对HRA方法的对比和人因失误事件分类,建立了THERP-HCR组合模型。提出了人因可靠性分析的假设条件和规范的流程。针对AP1000核电站蒸汽发生器管道破裂事故后的人因事件进行分析,得出隔离故障蒸汽发生器的人因失误概率。实例分析表明,THERP-HCR组合模型相比于其它HRA方法更为可行和可靠,可在核电站人因可靠性分析中推广使用。最后提出了今后工作的重点,即依靠模拟机实验建立适用于数字化核电站和中国操纵员的数据库手册,并获取时间相关的运行数据。
【图文】：

压水堆核电站,基本原理

5.1 工况选取蒸汽发生器管道破裂（Steam Generator Tube Rupture, SGTR）是 AP1000 核电厂中最严重的事故之一。如图5-1所示，反应堆压力容器、稳压器、蒸汽发生器和主泵构成了核电厂的一回路（红色部分）。同时，蒸汽发生器与汽轮机、凝汽器和给水泵构成了核电厂的二回路（蓝色部分）。蒸汽发生器是一回路与二回路流体进行热交换的位置。一回路中的反应堆冷却剂具有高强度的放射性，通过三道屏障进行防护。在SGTR 事件中，，由于丧失了一回路冷却剂系统与二回路蒸汽系统之间的屏障，使得一回路冷却剂离开反应堆冷却剂系统压力边界并直接排放到环境中。如果操纵员未及时干预或操作不当，将导致大量放射性向环境释放的严重后果。因此，对 SGTR 进行人因可靠性分析是很有必要的。图 5-1 压水堆核电站基本原理图Fig.5-1 PWR basic schematic
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM623

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