核电厂安全级仪控系统功能分配与分组研究

发布时间：2017-10-04 19:14

  本文关键词：核电厂安全级仪控系统功能分配与分组研究

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【摘要】：随着中国经济发展水平和人民生活水平的日益提高,我国人均用电量迅速增加,而另一方面,“雾霾围城”正成为许多城市挥之不去的梦魇。因此,用更多安全、清洁的核电替代煤电,突破当前的环境困局,是国家实现能源转型和环境改善的主要发展方向。在当前背景下,如何不断提高核电的安全性成为核电从业人员的不断努力的目标。本文研究内容为核电站安全级仪控系统功能分配,主要目的就是提高核电安全性这个基本目标,核电站仪控系统是核电站的中枢神经,肩负这控制核电站正常运行和事故处理的重大使命,确保在任何工况下核电站的安全可靠运行。安全级仪控系统是与核安全相关的重要控制系统,主要用来应对设计基准事故工况和部分严重事故工况,保证在发生事故情况下,启动安全系统将电站维持并带至安全状态,并持续监测关键的参数。从21世纪以来,国内外新建核电厂普遍采用数字化仪控系统。核电站仪控系统设计和应用随工业技术的发展在不同阶段具备不同的特点,取代了模拟式组合式仪表实现模拟量控制,采用继电器机架实现逻辑量控制的技术。DCS相对于上一代的仪控技术(模拟式仪表+继电器)在多个方面具有先天的优势,如处理能力强,可靠性高,自诊断,设计与配置灵活性强等,但也存在一些需要关注的方面,如高处理性能引起的功能过于集中,软件可能产生的共模故障等。而仪控系统功能分配和分组研究就是为了避免DCS功能过于集中可能存在的风险,设计出既满足经济性,又最大程度提高安全性的设计方案。本文在传统设计方法和原则的基础上借助概率安全评价的可靠性分析技术开展数字化仪控信号功能分配与分组的可靠性验证评价及优化,是当前DCS工程设计领域的一项新兴设计技术应用研究,能够有效的保障和提升DCS可靠性,本文的创新点体现在将可靠性分析理论(PSA)与安全级仪控系统功能分配与分组相结合,通过PSA技术优化功能分配和分组方案;核电站确定论设计方法基础上,通过PSA对于安全指标的定量验证,提高核电安全性,避免出现安全薄弱环节;研究成果首次应用于三代核电站(ACPR1000)设计,为核电站安全性提高做出相应的贡献。
【关键词】：数字化仪控系统(DCS) 功能分配 可靠性建模
【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】：TM623.8
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-16
• 1.1 选题背景11-13
• 1.2 核电站安全级仪控系统介绍13
• 1.3 本课题研究现状13-15
• 1.4 本课题创新点15
• 1.5 本章小结15-16
• 第二章 可靠性分析理论基础16-24
• 2.1 可靠性技术作用简介16
• 2.2 可靠性工程数学基础16-18
• 2.3 典型系统可靠性数学模型18-23
• 2.3.1 串联、并联、串并联和并串联系统的可靠性19-21
• 2.3.2 k/n表决系统的可靠性21-22
• 2.3.3 其他类型系统的可靠性简述22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 故障树分析及建模24-34
• 3.1 故障树分析法的特点24-25
• 3.2 故障树分析法的步骤25-26
• 3.3 故障树的建造方法26-29
• 3.4 故障树的定量分析理论基础29-33
• 3.5 本章小结33-34
• 第四章 核电站安全级仪控系统可靠性建模34-46
• 4.1 数字化仪控系统可靠性性能要求35-37
• 4.1.1 可靠性性能指标要求35
• 4.1.2 可靠性性能量化指标35-37
• 4.2 仪控信号功能分配可靠性评价总体说明37
• 4.3 仪控信号可靠性建模方法37-42
• 4.3.1 故障模式与影响分析（FMEA）37-38
• 4.3.2 停堆信号功能分配逻辑建模方法38-40
• 4.3.3 专设安全设施驱动信号功能分配逻辑建模方法40
• 4.3.4 仪控信号功能分配模型范例40-42
• 4.4 仪控信号功能分配可靠性评价计算分析42-45
• 4.5 本章小结45-46
• 第五章 功能分配分组设计验证及优化实践46-64
• 5.1 功能需求分析48-50
• 5.1.1 安全功能分级48-49
• 5.1.2 核电厂典型功能构成49-50
• 5.2 仪控系统总体结构50-53
• 5.3 功能分配与分组的原则53-59
• 5.3.1 主要功能分配原则53-56
• 5.3.2 功能单元分配原则56-57
• 5.3.3 处理机柜/控制站分配原则57-59
• 5.3.4 功能分配评价原则59
• 5.4 CPR1000功能分配可靠性验证及优化59-63
• 5.5 本章小结63-64
• 第六章 全文总结64-65
• 6.1 主要结论64
• 6.2 研究展望64-65
• 参考 文献65-68
• 致谢68-69
• 读硕士学位期间已发表或录用的论文69

【参考文献】

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本文编号：972359