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核电厂智能操纵员支持系统的设计与开发

徐仁义 王航 彭敏俊 刘永阔 虞越 艾鑫

徐仁义, 王航, 彭敏俊, 刘永阔, 虞越, 艾鑫. 核电厂智能操纵员支持系统的设计与开发[J]. 核动力工程, 2023, 44(1): 159-166. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.01.0159
引用本文: 徐仁义, 王航, 彭敏俊, 刘永阔, 虞越, 艾鑫. 核电厂智能操纵员支持系统的设计与开发[J]. 核动力工程, 2023, 44(1): 159-166. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.01.0159
Xu Renyi, Wang Hang, Peng Minjun, Liu Yongkuo, Yu Yue, Ai Xin. Design and Development of Intelligent Operator Support System for Nuclear Power Plants[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(1): 159-166. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.01.0159
Citation: Xu Renyi, Wang Hang, Peng Minjun, Liu Yongkuo, Yu Yue, Ai Xin. Design and Development of Intelligent Operator Support System for Nuclear Power Plants[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(1): 159-166. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.01.0159

核电厂智能操纵员支持系统的设计与开发

doi: 10.13832/j.jnpe.2023.01.0159
详细信息
    作者简介:

    徐仁义(1993—),男,博士研究生,现主要从事核动力装置健康管理与故障预测工作,E-mail: 2684943100@qq.com

    通讯作者:

    王 航,E-mail: wanghang1990312@126.com

  • 中图分类号: TL363

Design and Development of Intelligent Operator Support System for Nuclear Power Plants

  • 摘要: 为了减轻核电厂操纵员在处理异常或事故工况时的工作压力和心理负担,以避免误判或误操作,本研究针对核电厂反应堆一回路系统及其关键辅助系统设计并开发了一套集数据采集与存储、在线监测、故障检测与诊断、关键参数趋势预测等功能于一体的核电厂智能操纵员支持系统(NPPIOSS),仿真验证结果表明NPPIOSS能够准确检测并识别核电厂的典型故障,从而帮助操纵员准确判断核电厂状态,以减少人因失误。因此,NPPIOSS能够在核电厂故障后辅助操纵员进行后续的决策处理,达到提高核电厂运行安全性的目的。

     

  • 图  1  NPPIOSS 的功能组成图

    Figure  1.  Functional Diagram of NPPIOSS

    图  2  NPPIOSS 数据流和运行逻辑

    Figure  2.  Data Flow and Operation Logic of NPPIOSS

    图  3  NPPIOSS功能模块开发软件

    Figure  3.  NPPIOSS Function Module Development Software

    图  4  NPPIOSS 主界面

    Figure  4.  Main Interface of NPPIOSS

    图  5  监测参数对统计量的贡献率

    Figure  5.  Contribution of Monitoring Parameters to Statistics

    图  6  下泄管线小破口下 SDG 初步故障诊断界面

    Figure  6.  SDG Preliminary Fault Diagnosis Interface of Small Break in Letdown Line

    图  7  下泄管线小破口下故障类型诊断

    Figure  7.  Fault Type Diagnosis of Small Break in Letdown Line      

    图  8  下泄管线小破口下的聚类评估曲线图

    Figure  8.  Clustering Evaluation Curves of Small Break in Letdown Line

    表  1  NPPIOSS测试典型故障集

    Table  1.   NPPIOSS Test Typical Fault Set

    故障类型 故障名称 所属系统
    传感器
    故障
    稳压器波动管温度传感器漂移、
    偏差故障
    RCS
    蒸汽发生器水位传感器漂移、
    偏差故障
    冷管段温度传感器漂移、偏差故障
    稳压器喷淋流量传感器漂移、
    偏差故障
    通用故障 稳压器加热器误启动 RCS
    稳压器喷淋阀误启动
    弹棒故障
    落棒故障
    下泄管线调节阀013VP误关 RCV
    上充管线调节阀046VP误关
    特殊故障 冷管段小破口故障 RCS
    热管段小破口故障
    稳压器汽空间破裂
    上充管线小破口故障 RCV
    下泄管线小破口故障
    再生式热交换器破口故障
    容控箱小破口故障
    下载: 导出CSV

    表  2  NPPIOSS测试典型故障集测试结果

    Table  2.   Test Results of NPPIOSS Test Typical Fault Set

    故障名称 异常检测模型与时间 故障诊断模型与时间
    稳压器波动管温度传感器漂移、偏差故障 PCA模型(传感器漂移1%~3%):<35 s
    PCA模型(传感器偏差3%~10%):<5 s
    蒸汽发生器水位传感器漂移、偏差故障
    冷管段温度传感器漂移、偏差故障
    稳压器喷淋流量传感器漂移、偏差故障
    稳压器加热器误启动 分布式模型:<5 s SDG模型:<7 s
    稳压器喷淋阀误启动 分布式模型:<5 s SDG模型:<7 s
    弹棒故障 分布式模型:<5 s SDG模型:<7 s
    落棒故障 分布式模型:<5 s SDG模型:<7 s
    下泄管线调节阀013VP误关 分布式模型:<5 s SDG模型:<10 s
    上充管线调节阀046VP误关 分布式模型:<5 s SDG模型:<10 s
    冷管段小破口故障 分布式模型:<5 s SDG预诊断:<10 s
    SVM故障类型确诊:<20 s
    热管段小破口故障 分布式模型:<5 s
    稳压器汽空间破裂 分布式模型:<5 s
    上充管线小破口故障 分布式模型:<5 s SDG预诊断:<10 s
    SVM故障类型确诊:<20 s
    下泄管线小破口故障 分布式模型:<5 s
    再生式热交换器破口故障 分布式模型:<5 s
    容控箱小破口故障 分布式模型:<5 s SDG模型:<10 s
    下载: 导出CSV
  • [1] ISAAC A, SHORROCK S T, KIRWAN B. Human error in European air traffic management: the HERA project[J]. Reliability Engineering & System Safety, 2002, 75(2): 257-272.
    [2] NAITO N, SAKUMA A, SHIGENO K. A real-time expert system for nuclear power plant failure diagnosis and operational guide[J]. Nuclear Technology, 1987, 79(3): 284-296. doi: 10.13182/NT87-A34018
    [3] CHANG S H, KIM H G, CHOI S S, et al. Development of the on-line operator aid system (oasysm) using rule based expert system and fuzzy logic for nuclear power plants[J]. Advances in Human Factors/Ergonomics, 1995, 20: 1051-1056.
    [4] 王航. 模型驱动的核电站混合式故障诊断策略研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工程大学, 2018: 2-3.
    [5] HSIEH M H, HWANG S L, LIU K H, et al. A decision support system for identifying abnormal operating procedures in a nuclear power plant[J]. Nuclear Engineering and Design, 2012, 249: 413-418. doi: 10.1016/j.nucengdes.2012.04.009
    [6] LIU Y K, PENG M J, XIE C L, et al. Research and design of distributed fault diagnosis system in nuclear power plant[J]. Progress in Nuclear Energy, 2013, 68: 97-110. doi: 10.1016/j.pnucene.2013.06.002
    [7] AYODEJI A, LIU Y K, XIA H. Knowledge base operator support system for nuclear power plant fault diagnosis[J]. Progress in Nuclear Energy, 2018, 105: 42-50. doi: 10.1016/j.pnucene.2017.12.013
    [8] XU R Y, PENG M J, WANG H, et al. Research on fault detection and diagnosis method for nuclear power plants based on distributed strategy[C].International Conference on Nuclear Engineering, Proceedings, ICONE, May 18, 2019.
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-02-20
  • 修回日期:  2022-11-10
  • 刊出日期:  2023-02-15

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