一種用于核電站設(shè)備的可靠性數(shù)據(jù)在線采集分析存儲(chǔ)系統(tǒng)及其存儲(chǔ)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于核安全與可靠性分析領(lǐng)域，尤其涉及一種用于核電站設(shè)備的可靠性數(shù) 據(jù)在線采集分析存儲(chǔ)系統(tǒng)及其存儲(chǔ)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 核安全一直以來(lái)都是核電站運(yùn)行的立足點(diǎn)與生命線。在保證核電站安全的前提之 下使核電站能夠盡可能經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行是工程技術(shù)人員追求的目標(biāo)。在福島核事故之后，我國(guó) 將核電發(fā)展政策由積極發(fā)展改為了謹(jǐn)慎前行。核電站在線風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)在核電站的 運(yùn)行與管理過(guò)程中引入了概率安全評(píng)價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)管理。它通過(guò)監(jiān)測(cè)核電站運(yùn)行設(shè)備的組態(tài)及 其變化，計(jì)算得到核電站的瞬時(shí)風(fēng)險(xiǎn)與平均風(fēng)險(xiǎn)，可以優(yōu)化核電站的運(yùn)行以及維修決策，提 高了電站的安全性與經(jīng)濟(jì)性。為了計(jì)算核電站的風(fēng)險(xiǎn)水平，評(píng)估核電站的可靠性與安全性， 實(shí)現(xiàn)核電站設(shè)備的優(yōu)化管理，就需要設(shè)備可靠性數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)。設(shè)備的可靠性數(shù)據(jù)是進(jìn)行 可靠性分析與安全分析的最基本輸入條件。在核電站的設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行以及安全分析中， 都會(huì)涉及到大量的數(shù)據(jù)采集、處理、分析和應(yīng)用的工作。設(shè)計(jì)計(jì)算和安全分析結(jié)果的好壞不 僅取決于計(jì)算的模型以及計(jì)算程序，而且還取決于輸入數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確程度。
[0003] 目前，國(guó)內(nèi)外可靠性數(shù)據(jù)的采集、分析與儲(chǔ)存工作已取得了一些進(jìn)展?？煽啃詳?shù)據(jù) 的采集工作目前只能手動(dòng)將設(shè)備的運(yùn)行、狀態(tài)與操作信息數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)中，不能直接將 核電站數(shù)字化控制系統(tǒng)或信息系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)至計(jì)算機(jī)當(dāng)中，并且不能判別輸 入數(shù)據(jù)的真?zhèn)?，?shù)據(jù)準(zhǔn)確性較差。由采集到的樣本信息得到可靠性參數(shù)是一個(gè)復(fù)雜的計(jì)算 過(guò)程。目前，主流的國(guó)外商用可靠性分析計(jì)算軟件中所采取的可靠性參數(shù)計(jì)算方法比較簡(jiǎn) 單，數(shù)據(jù)來(lái)源復(fù)雜，不能針對(duì)性地分析當(dāng)前核電站設(shè)備的可靠性水平，設(shè)備壽命分布的差別 較大，可靠性數(shù)據(jù)的精度比較低。在核電站中，設(shè)備的可靠性一般都比較高，設(shè)備的失效與 異常事件不經(jīng)常發(fā)生，可靠性數(shù)據(jù)采集困難，因此為了能夠有針對(duì)性地評(píng)價(jià)核電站設(shè)備的 可靠性水平，長(zhǎng)時(shí)間積累設(shè)備的可靠性數(shù)據(jù)，獲得較大數(shù)量的樣本才具有統(tǒng)計(jì)意義。長(zhǎng)期 積累的可靠性數(shù)據(jù)可以專門描述特定核電站設(shè)備的可靠性水平，得到的可靠性參數(shù)更加準(zhǔn) 確，為以概率論為基礎(chǔ)的核安全分析方法提供數(shù)據(jù)支持。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)核電站特有可靠性數(shù)據(jù)的拓有效應(yīng)用的，一種 用于核電站設(shè)備的可靠性數(shù)據(jù)在線采集分析存儲(chǔ)系統(tǒng)。本發(fā)明的目的還包括提供一種能夠 提高數(shù)據(jù)利用效率的，一種用于核電站設(shè)備的可靠性數(shù)據(jù)在線采集分析存儲(chǔ)方法。
[0005] -種用于核電站設(shè)備的可靠性數(shù)據(jù)在線采集分析存儲(chǔ)系統(tǒng)，包括可靠性數(shù)據(jù)采集 模塊、
[0006] 數(shù)據(jù)甄別模塊、可靠性參數(shù)分析模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；
[0007] 可靠性數(shù)據(jù)采集模塊包括在線自動(dòng)采集模塊和離線手動(dòng)輸入模塊，在線自動(dòng)采集 模塊從核電站信息系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)交換接口采集其中記錄的數(shù)據(jù)，在線自動(dòng)采集模塊采集到 的數(shù)據(jù)為部分設(shè)備運(yùn)行信息以及操作員指令信息，離線手動(dòng)輸入模塊采集的數(shù)據(jù)為部分設(shè) 備運(yùn)行信息和設(shè)備基本信息，其中設(shè)備運(yùn)行信息包括設(shè)備的運(yùn)行屬性，運(yùn)行開(kāi)始與停止時(shí) 亥IJ，設(shè)備當(dāng)前的工作狀態(tài)以及設(shè)備的失效數(shù)據(jù)；
[0008] 數(shù)據(jù)甄別模塊接收在線自動(dòng)采集和離線手動(dòng)輸入的數(shù)據(jù)，將采集到的操作員指令 信息和設(shè)備的狀態(tài)信息進(jìn)行對(duì)比，判別當(dāng)前信息是否為故障信息；
[0009] 可靠性參數(shù)分析模塊是利用設(shè)備運(yùn)行的壽命、設(shè)備啟停次數(shù)、失效次數(shù)和失效模 式信息，分析得到設(shè)備在該種失效模式下的失效率；
[0010] 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊儲(chǔ)存采集到的運(yùn)行信息、基本信息和操作員指令信息，長(zhǎng)期儲(chǔ)存計(jì) 算得到的設(shè)備可靠性參數(shù)。
[0011] 一種用于核電站設(shè)備的可靠性數(shù)據(jù)在線采集分析存儲(chǔ)方法，包括以下幾個(gè)步驟：
[0012] 步驟一：可靠性數(shù)據(jù)采集模塊采集數(shù)據(jù)，可靠性數(shù)據(jù)采集模塊包括在線自動(dòng)采集 和離線手動(dòng)輸入，在線自動(dòng)采集模塊通過(guò)與核電站數(shù)字化信息系統(tǒng)設(shè)置接口，自動(dòng)地采集 部分設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)與操作員指令信息，離線手動(dòng)輸入模塊通過(guò)設(shè)置人機(jī)界面人工手動(dòng)地將 部分設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)與設(shè)備基本數(shù)據(jù)輸入給甄別模塊；
[0013] 步驟二：對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行甄別確認(rèn)后進(jìn)行存儲(chǔ)，具體甄別過(guò)程為：
[0014] 將采集到的操作員指令信息和設(shè)備的狀態(tài)信息進(jìn)行對(duì)比，判斷出當(dāng)前設(shè)備是接收 指令而停止運(yùn)行還是由于故障而停止運(yùn)行，如果是故障數(shù)據(jù)，則記錄故障次數(shù)，等待人工確 認(rèn)后將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，如果不是故障數(shù)據(jù)，記錄設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間；
[0015] 步驟三：將甄別判斷后的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)中，為可靠性參數(shù)分析計(jì)算提供數(shù)據(jù)，并 且將分析計(jì)算的結(jié)果也存入數(shù)據(jù)庫(kù)中；
[0016] 步驟四：進(jìn)行可靠性參數(shù)分析計(jì)算，得到用于核電站風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算的設(shè)備可靠性參數(shù)， 具體計(jì)算過(guò)程為：
[0017] 將采集到的設(shè)備運(yùn)行信息作為樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理，根據(jù)采樣樣本以及事先 儲(chǔ)存在系統(tǒng)中的先驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算得到設(shè)備的可靠性參數(shù)，設(shè)備的可靠性參數(shù)包括運(yùn)行設(shè)備 的故障率以及運(yùn)行時(shí)間信息，設(shè)備的需求失效數(shù)據(jù)以及備用設(shè)備的備用失效數(shù)據(jù)；設(shè)備的 可靠性數(shù)據(jù)估計(jì)方法采用Bayes方法與點(diǎn)估計(jì)相結(jié)合的方法；在樣本數(shù)據(jù)足夠大的情況 下，采用點(diǎn)估計(jì)方法可以反映當(dāng)前特定設(shè)備的可靠性水平；在樣本數(shù)據(jù)不足的情況下，結(jié)合 設(shè)備先驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用Bayes方法對(duì)可靠性參數(shù)進(jìn)行求解。
[0018] 本發(fā)明一種用于核電站設(shè)備的可靠性數(shù)據(jù)在線采集分析存儲(chǔ)方法，還可以包括：
[0019] 1、可靠性參數(shù)分析計(jì)算包括：備用設(shè)備的失效模型，需求失效模型和運(yùn)行失效模 型，備用設(shè)備的失效概率為：
[0020] P = Pd+ λ TTest/2
[0021] 式中P為備用設(shè)備失效的概率;匕為設(shè)備在每次需求時(shí)發(fā)生失效的概率，是一個(gè) 固定值，其概率與備用時(shí)間無(wú)關(guān)；λ為備用失效率，在設(shè)備整個(gè)備用期間不發(fā)生變化；I^ st 為設(shè)備的試驗(yàn)周期；
[0022] 運(yùn)行失效率的求取分兩種情況：
[0023] (1) 一般情況下，設(shè)備運(yùn)行失效率λ為：
[0024] λ = Ν/Τ
[0025] 式中，N-一所觀察到的運(yùn)行失效次數(shù)；T一一設(shè)備的累計(jì)運(yùn)行時(shí)間；
[0026] (2)設(shè)備的運(yùn)行失效次數(shù)N為0時(shí)，設(shè)備運(yùn)行失效率λ為：
[0028] 需求失效概率P的求取分兩種情況：
[0029] (1) 一般情況下，設(shè)備的需求失效概率為
[0030] Pr = Nds/Ns
[0031 ] 式中，Nds--所觀察到的設(shè)備狀態(tài)變換失效次數(shù)；NS--設(shè)備狀態(tài)變化總次數(shù)； [0032] (2)沒(méi)有設(shè)備狀態(tài)變換故障時(shí)，設(shè)備的需求失效概率為：
[0034] 2、設(shè)備的可靠性數(shù)據(jù)估計(jì)方法采用Bayes方法與點(diǎn)估計(jì)相結(jié)合的方法指的是：當(dāng) 失效數(shù)據(jù)數(shù)目小于5時(shí)，選用貝葉斯更新方法，當(dāng)失效數(shù)據(jù)數(shù)目大于5時(shí)采用點(diǎn)估計(jì)方法， 當(dāng)沒(méi)有失效數(shù)據(jù)時(shí)采用X 2在50 %的規(guī)則。
[0035] 有益效果：
[0036] 本發(fā)明能夠充分利用核電站的數(shù)字化信息系統(tǒng)，部分實(shí)現(xiàn)核電站設(shè)備數(shù)據(jù)的在線 自動(dòng)采集功能，并且判別采集信息是否為失效信息，還能夠計(jì)算得到設(shè)備可靠性參數(shù)的估 計(jì)值，給出參數(shù)估計(jì)的置信區(qū)間，還能夠?qū)崿F(xiàn)可靠性數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期積累，并且對(duì)核電站設(shè)備的 管理與維護(hù)提出優(yōu)化建議。
[0037] 本發(fā)明對(duì)已采集數(shù)據(jù)進(jìn)行甄別，之后將其處理成為可以用于核電站在線風(fēng)險(xiǎn)分析 計(jì)算的設(shè)備可靠性參數(shù)并且能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)信息長(zhǎng)期儲(chǔ)存功能的系統(tǒng)。由此可以改進(jìn)可靠性 數(shù)據(jù)的采集與處理能力，實(shí)現(xiàn)核電站特有可靠性數(shù)據(jù)的拓有效應(yīng)用，提高數(shù)據(jù)的利用效率， 便于系統(tǒng)的擴(kuò)展與維護(hù)。核電站現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫(kù)并不能實(shí)現(xiàn)在線及時(shí)數(shù)據(jù)采集