[发明专利]一种核电堆芯水位监测系统的可靠性分析方法

权利要求书

1.一种核电堆芯水位监测系统的可靠性分析方法，该分析方法包括以下步骤：

步骤一，依据水位监测系统的系统结构，建立水位监测系统系统结构图：

将水位监测系统按照电流及信号传递过程分成低压电源单元、信号采集单元、信号处理单元、信号输出单元、加热控制单元、通风控制单元和背板七大功能单元，再根据具体的水位监测系统结构，建立水位监测系统结构图；

所述水位监测系统结构图的构建过程是：首先进行结构分析和层次分级，水位监测系统由低压电源单元、信号采集单元、信号处理单元、信号输出单元、加热控制单元、通风控制单元组成，系统采用了背插式的模块化和整体面板结构，同时根据功能将各个单元置于相应的插箱内；信号处理单元为系统的枢纽单元，负责分析由水位测量传感器传输的信号，进行决策和输出的控制，外部的电流信号通过信号采集单采样采集，信号处理单元将处理后的信号同时传给信号输出单元和加热控制单元，还提供了系统的人机接口和通信管理；信号采集、输出单元是系统与外部的直接接口，负责了采样分析和出口输出，通过光纤与信号处理单元连接，信号采集单元主要完成信号的采集、外部传感器的故障判断以及与信号处理单元的信息交互，同时信号输出单元用于做系统功能输出，实现了系统与DCS以及指示灯的连接，同时由外部的SU服务器来校验输出的正确性；低压电源单元负责完成输入电源220VDC和220VAC的处理，包括过流保护、防雷、防浪涌和滤波，处理后的电源为整个机柜供电；加热控制单元控制水位探测器的加热电流，实现电流监控，同时调整通风控制单元和背板的温度；同时整个机柜配置风机，由通风控制单元控制，由风机控制板监控风机的故障，并将故障状态送至信号处理单元；系统内各稳定的单元以一定的逻辑关系相互连接，通过机柜的背板连接成一个完整的硬件系统；

步骤二，根据水位监测系统可能所处的各种状态，建立水位监测系统的Markov模型：在对核电堆芯水位监测系统进行分析之后，结合对水位监测系统的关键功能是否有影响具体应用，对系统划分成四个状态，即：

状态1：水位监测系统正常运行状态，

状态2：水位监测系统处于安全失效状态，当系统某个元器件发生部分失效而没被水位监测系统自带的自检系统检测出，则水位监测系统就处于安全失效状态下；此状态下系统如若被外界故障触发后会导致装置发生误动，随后装置会相应进入功能完全失效状态，即停运状态；

状态3：水位监测系统处于危险失效状态，与安全失效不同，当监测系统某个元器件发生失效较为严重，同时自检系统要检测此种失效较为困难，则系统就处于危险失效状态下；此状态下水位监测系统容易被外界故障触发，随后入功能完全失效状态；

状态4：水位监测系统处于停运状态；

并依据Markov模型的条件对监测系统进行了以下假设：

1)假设水位监测系统由正常运行状态进入安全失效状态和危险失效状态的概率分别为q₁₂和q₁₃，由正常运行状态进入停运状态的概率为q₁₄；将λ_s设为安全失效的状态转移率，λ_D设为危险失效的状态转移率；

2)设系统在装置处于停运状态时经修复后即进入正常运行状态，状态转移率为μ₁；

3)设安全失效状态转移到正常运行状态的状态转移率为μ₂，对危险失效状态转移到正常运行状态的状态转移率为μ₃；

4)当系统进入失效状态时，如果被外界故障触发，系统即会进入停运状态，设安全失效和危险失效的故障发生率分别为λ_e和λ_N，由安全失效状态到危险失效状态的状态转移率为λ_P；

步骤三，根据步骤二中建立的水位监测系统Markov模型，代入Markov模型的相关参数，求解系统中各个单元处于步骤二中各个状态的概率分布；

步骤四，根据步骤一的水位监测系统结构图，画出水位监测系统的对应GO图，并将各功能单元的各状态的概率分布代入GO图，求解系统各状态的概率分布，进而求出系统的可用度。