Research on Reliability Evaluation Method of Nuclear Energy System Based on Dynamic Bayesian Network
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摘要: 针对传统故障树分析法着眼于设计阶段对静态系统进行可靠性分析，无法分析系统运行时的动态时序问题，提出一种基于动态贝叶斯网络（DBN）的可靠性分析方法，该方法以动态故障树为桥梁，由故障树得到DBN模型。研究中选取典型压水堆主给水系统，采用DBN的方法，对系统进行可靠性分析、故障诊断、敏感性分析。得到的可靠性数据相比传统分析方法更加接近真实值，为运行决策提供了更加准确的依据，能够提高核电厂的经济性。
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关键词:
- 动态贝叶斯网络(DBN) /
- 可靠性分析 /
- 故障诊断 /
- 主给水系统
Abstract: Aiming at the problem that the reliability analysis of static system can not analyze the dynamic time sequence of the running system when the traditional fault tree analysis focuses on the design stage, a reliability analysis method based on dynamic Bayesian network (DBN) is proposed, which takes the dynamic fault tree as the bridge and obtains the DBN model from the fault tree. In this study, a typical PWR main water supply system is selected, and the reliability analysis, fault diagnosis and sensitivity analysis of the system are carried out by using DBN method. Compared with the traditional analysis method, the reliability data obtained is closer to the real value, which provides a more accurate basis for operation decision-making and can improve the economy of nuclear power plants. -
图 1 DBN示意图
FMEA—故障模式与影响分析；FTA—故障树分析.
Figure 1. Schematic Diagram of Dynamic Bayesian Network
图 3 完全丧失主给水（运行工况）故障树
SG—蒸汽发生器
Figure 3. Fault Tree of Complete Loss of Main Feed Water (Operating Condition)
图 6 主给水系统和给水泵系统的可靠度曲线
Figure 6. Reliability Curves of Main Feedwater System and Feed Pump System
图 7 主给水系统定期维修条件下的可靠度曲线图
Figure 7. Reliability Curve of Main Water Supply System under Periodic Maintenance Conditions
图 8 DBN模型中各个基本事件可能发生故障的概率排序
Figure 8. Probability Ranking of Failure of Each Basic Event in DBN Model
表 1 分析工况清单
Table 1. List of Analysis Conditions
基本事件 编号 基本事件 编号 气动阀1控制失效 X1 气动阀6误动作 X17 气动阀1误动作 X2 气动阀6内漏 X18 电动阀1误动作 X3 电动泵1运行失效 X19 电动阀2误动作 X4 孔板1堵塞 X20 气动阀2误动作 X5 电动阀7误动作 X21 气动阀2内漏 X6 电动阀8误动作 X22 气动阀3控制失效 X7 电动泵2运行失效 X23 气动阀3误动作 X8 孔板2堵塞 X24 电动阀3误动作 X9 电动阀9误动作 X25 电动阀4误动作 X10 电动阀10误动作 X26 气动阀4误动作 X11 电动阀11误动作 X27 气动阀4内漏 X12 电动阀12误动作 X28 气动阀5控制失效 X13 孔板3堵塞 X29 气动阀5误动作 X14 电动泵3运行失效 X30 电动阀5误动作 X15 电动泵启动失效 X31 电动阀6误动作 X16 
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表 2 基本事件失效率
Table 2. Basic Event Failure Rate
基本事件 失效率λ 气动阀控制失效 3.00×10−6 气动阀误动作 2.00×10−7 气动阀内漏 5.00×10−9 电动阀误动作 4.45×10−8 电动泵运行失效 7.80×10−6 电动阀误动作 4.45×10−8 孔板堵塞 1.00×10−6 电动泵启动失效 2.20×10−3
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