核电厂运行健康状态建模与可视化分析

发布时间：2020-05-20 10:53

【摘要】：核工业自产生以来就致力于解决核安全问题,福岛核事故后,核电厂的安全问题引起更多关注。核电厂的运行阶段是直接保障核安全的关键环节,运行的主要任务之一是实现核电厂的安全目标。核电厂系统复杂,监测信息庞大,运行中直接监测的主要是核电厂的局部信息,对核电厂运行状态的把握不够充分。为了及时识别运行状态的偏差和降级,保障核电厂的安全、稳定运行,本文基于安全论证中论点-论证-论据(CAE)的基本理论,通过对CAE方法中目标结构图(GSN)的简化和规范化,融合运行中的特征状态参数,建立了适用于核电厂运行健康状态的评估模型。该健康状态评估模型以核电厂运行安全为首要目标,将核电厂的主要安全功能、子功能和基本监测信息连接为一个带有权重分配与健康评估量值信息的层次节点评估结构。针对运行过程中某些评估因素健康状态出现严重劣化而初始分配权重又较小的情形,本文改进了变权层次分析算法,该算法根据模型中评估因素的健康评估量值实时分配权重,适当合理地为健康状态评估值出现劣化的评估因素提高权重,保证了模型评估结果与核电运行真实状态紧密贴合。本文基于上述评估模型与算法自主开发了一套核电运行健康状态可视化分析系统,首创性地将信息可视化理论应用到核电厂运行监控领域。该系统将核电厂实时运行过程产生的监测数据与本文提出的评估模型以及变权层次分析算法有机地整合成底层数据处理与运算模块;至于与用户进行交互的数据展示模块,该系统根据该评估模型层次结构的特点采用多尺度、多视图联动的可视化监控方法对核电运行健康状态进行实时监控,利用图形的面积与颜色分别表示评估模型中评估因素的权重与健康状态,使得用户对于评估因素的信息有一个直观清晰的感知。系统同时提供了多种交互手段,帮助用户实时监控并分析核电运行中各个主要安全功能、子功能和基本监测信息的权重与健康状态,使得用户无论在整体上还是细节上都能很好的感知核电厂运行健康状态。同时,在具体的案例场景中详细介绍了系统使用方法,并进行了用户研究,得到了很好的反馈。
【图文】：

随机一致性比率

图 4-2 随机一致性比率结果下泄、轴封水、安注四个因素的权重分别为 0.4656图中看出 CR 值为 0.0497 小于 0.1，所以各个因分析法概述论证后结构的影响因素都是对上一级功能或目标过程中都应该关注。但是通过层次分析法得到的权中，当某些权重相对较小的因素发生比较严重的削弱，在整体评估结果中表现并不明显，而实际地平衡各评估因素的影响，与实际运行状态相符越严重时，其相应的权重也会增大。论，变权情况下计算方法为：

评估结果

图 4-3 评估结果变化从图中可以看出，当 SG 排污放射性状态分值较高时，的三种取值评别不大；当 SG 排污放射性状态严重劣化时， 1.0，即取常权值时，泄露状态评估结果仍有较高的评估值，与实际状态不符；取 0.6和随着单一影响因素的状态劣化，评估结果变化也越来越明显，，取值越结果越敏感。从评估结果的变化趋势可以看出，变权之后，单个影响因降级能或性能劣化够更好地体现在综合评估结果中。变权层次分析法实现针对上述评估模型，利用层次分析法以及在核电专家的运行经验帮助下每一个评估因素的权重。其中每一个论据的健康状态评估量值由实时的或量化的数据决定，根据核电运行规范以及接收到的实时运行监测数据该论据的健康评估量值。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM623

【参考文献】