[发明专利]一种核电站实时风险动态建模分析系统

说明书

本发明公开了一种核电站实时风险动态建模分析系统，包括四个模块：部件/设备风险贡献分析器、数据来源分析器、实时风险监测建模器和实时风险监测模型分析器。部件/设备风险贡献分析器采用风险贡献排序方法，对给定系统的实时风险监测模型涉及的所有部件/设备进行风险贡献的计算和排序。数据来源分析器根据设备类型、时间特性和周期进行分类与排序。实时风险监测建模器结合风险贡献和数据来源确定最终排序结果，综合采用共因失效模型重建、扩展模型子库、多重边界条件集等多种方法，按照最终排序根据系统实际配置和部件状态，对其实时风险监测模型进行快速构建、存储与动态更新，以支持实时风险监测模型分析器对系统进行实时风险的精确评价。

技术领域

本发明涉及核能系统的实时风险监测的建模与分析领域，具体来说是一种核电站实时风险动态建模分析系统，也适用于一般复杂系统的安全分析。

背景技术

核能系统(如核电站、实验堆等)在运行等阶段中需要对系统总体风险进行实时的评价分析，从而及时发现系统中的薄弱环节并判断系统可能产生的异常或潜在事故，进而对系统进行维修与改进。最终在把系统风险控制在一定范围内的前提下，完成系统任务。

目前，核电站中通常采用PRA(Probabilistic Risk Assessment概率风险评价)技术对电厂系统的可靠性和风险进行评价分析，而PRA技术中最常用的方法就是故障树分析(Fault Tree Analysis，FTA)与事件树分析(Event Tree Analysis,ETA)方法。同时，一般采用基于“小事件树-大故障树”方法和“顶层逻辑(Top-logic)大故障树”方法，对风险评价模型中的故障树和事件树进行整合，这不可避免的会涉及共因失效模型、边界条件集、故障树转换页等在内的多种建模分析方法与技术。二十世纪后期，研究人员基于PRA发展了知风险决策(RID,Risk Informed Decision)，将概率风险评价与传统的确定论安全分析方法进行综合，从而利用概率论来消除确定论方法中过于依赖工程经验判断和计算结果保守缺点，最终达到科学决策目的。自美国核管会推动知风险决策实施之后，美国核电站不仅显著提高安全性，而且较大幅度改善了经济性。

核电站实时风险监测方法与技术是知风险决策的重要体现和支持工具，根据其研发出来的核电站风险监测器可以根据核电站运行的真实情况，建立动态的实时风险监测模型，计算核电站实时风险，快速对核电站日常操作进行评估，包括功率运行模式、部件出役/复役、维修活动、定期试验、运行/备用列状态切换等。并根据评价结果，对核电站操作人员和管理人员提出操作管理的建议。与通常PRA计算的平均风险和基准风险相比，风险监测器基于实时风险监测模型计算的实时风险能够更精确的评价核电站在某个运行时刻特定配置状态下的真实风险水平。由于风险监测理念对于系统状态评估的有效性，目前已经在国内外很多核电国家获得广泛的应用，甚至扩展到核电之外的相关领域。

纵观国内外实时风险监测的研究现状，可以发现存在以下重要问题尚未得到有效解决：风险监测模型的实时化已经成为主要趋势，现有方法采用在同一时间对实时风险监测模型的所有部件数据进行统一频率更新。但是因为实时性与准确性互相制约，特别是实时风险监测的对象往往都是核电站这种典型的大型复杂系统，难以实现核电站实时风险监测模型中全部信息的实时更新，这就导致了风险评价的不准确问题。而且模型的动态建造与实时更新的数据来源虽然多种多样，但是总体而言模型更新的信息类型不够齐全，数据准确度不够。此外，核电站实时风险监测的动态建模过程中，涉及到部件对于核电站的风险贡献大小，现有方法仅根据单一核电站配置状态进行部件重要度排序，例如采用代表部件失效之后核电站风险增加程度的RAW重要度来进行排序，或者采用代表部件在实时风险监测模型结构中的重要程度的FV重要度来进行排序，而这在核电站配置状态变化情况下将造成排序不准确。

发明内容