[发明专利]一种核电堆芯水位监测系统的可靠性分析方法

说明书

本发明为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：步骤一，将水位监测系统按照电流及信号传递过程分成多个功能单元，建立水位监测系统结构图；步骤二，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，建立水位监测系统的Markov模型；步骤三，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，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及系统的可用度。该方法能够客观真实的评价其水位监测系统的可靠性，预防因其系统可能的可靠性不足而引起的一系列严重后果。

技术领域

本发明涉及一种核电堆芯水位监测系统的可靠性分析技术领域，特别涉及一种基于 Markov模型和GO法的水位监测系统可靠性分析方法，依据水位监测系统的工作原理和内部 的逻辑关系，将系统分为若干个模块，实现对水位监测系统的可靠性分析。

背景技术

核电堆芯水位监测系统是对核反应堆进行水位实时精准测量的专用工具，水位探测器采 用了水的传热效率高于蒸汽的原理通过温差来满足水位测量的要求，核反应堆水位监测系统 用于监测反应堆内水位等信息，由水位探测器(安装在反应堆压力容器内专门的测量通道 中)、连接电缆、其接插件及水位处理机柜组成。该系统为操作员提供事故后工况下的一回 路热工水位状态信息。

水位监测系统不仅对于技术的要求比较高，对于可靠性的需求同样比较高。可靠性是指 系统在规定的时间内完成规定能力的能力。与国外先进水平相比，国产产品在可靠性与稳定 性方面尚有一定差距，因此对于水位监测系统给出一种科学客观的可靠性分析方法就至关重 要。

对类似于水位监测系统可靠性的分析，已经被提出的方法有很多，典型的有RBD框图 法、故障树分析法、蒙特卡洛方法。而这些方法的缺陷也很明显：RBD框图法倾向于分析系 统零件失效与否对于整体的影响，是基于传统的串并联模型，一般在RBD框图中只会有正 常和失效两种状态，没有考虑不同的故障模式对系统的影响；故障树分析法这种自下而上分 析树状逻辑图的方法，在应用到水位监测系统这种零件数目较大的系统时会出现故障树过于 复杂的情况；蒙特卡洛方法需要实现建立合理的概率模型，再基于随机数的统计模拟得到系 统可靠性，它对零件失效分布没有规则，不能清晰地表明系统状态的转移情况。

发明内容

本发明的目的是，提出一种核电堆芯水位监测系统的可靠性分析方法，该方法能用于对 核电堆芯水位监测系统进行可靠性分析，能够客观真实的评价其水位监测系统的可靠性，预 防因其系统可能的可靠性不足而引起的一系列严重后果。

为了实现上述的发明目的，本发明采用的技术方案为：一种核电堆芯水位监测系统的可 靠性分析方法，该分析方法是在传统的Markov模型和GO法进行改进，根据系统的多状态， 将传统的Markov二元状态拓展为四个状态，再结合GO图进行计算得出系统处于各状态的 概率分布，从而得出系统的可用度。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；

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。在此状态下，系统处于正常运行状态。

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失效而没被自检系统 检测出，则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停运状态。