【摘要】：近年來,伴隨著全球常規(guī)能源的資源緊缺和環(huán)境污染等問題,核電技術(shù)作為一種清潔、高效的新興能源,已逐步在我國乃至世界各地開始全面的推廣和應(yīng)用。但伴隨著產(chǎn)生熱能動力源的核裂變反應(yīng),核電廠在運行過程中將會產(chǎn)生大量的放射性裂變產(chǎn)物,如果這些放射性物質(zhì)釋放到大氣環(huán)境中,就會給社會和公眾帶來嚴(yán)重的危害性。因此,在實際的工程應(yīng)用過程中,如何保證電站的安全可靠性成為大家共同關(guān)注的問題。同時,隨著數(shù)字化儀控系統(tǒng)DCS平臺近年來在核電領(lǐng)域的廣泛發(fā)展,基于安全級DCS平臺搭建的反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)和專設(shè)安全設(shè)施系統(tǒng)成為核電廠事故工況下實施預(yù)防和保護(hù)的重要措施和手段。而安全噴淋控制功能作為其中的一項重要專設(shè)安全動作,其對事故后緩解安全殼超溫、超壓,降低放射性物質(zhì)濃度等都具有十分重要的作用。因此,分析該安全噴淋專設(shè)控制的可靠性對于核電機(jī)組的穩(wěn)定運行和安全保護(hù)具有十分重要的意義。本文首先從安全性和可用性兩個角度對安全噴淋專設(shè)控制的功能需求開展分析,基于工程應(yīng)用中可能存在的安全噴淋控制拒動以及安全噴淋控制誤動的實際問題,確認(rèn)開展安全噴淋控制可靠性分析的主要方向。接著,針對產(chǎn)生安全噴淋控制信號指令的數(shù)字化儀控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及具體對象,開展必要的特性分析。同時,根據(jù)控制系統(tǒng)主要特性,如單一故障準(zhǔn)則要求、冗余配置CPU以及故障監(jiān)測與自診斷功能等,針對安全噴淋控制可靠性分析,開展傳統(tǒng)分析方法和STPA分析方法的適用性分析,確定用于后續(xù)具體工程問題分析解決的主要方法。隨后,針對安全噴淋的拒動控制和誤動控制,分別運用STPA方法對于拒動、誤動的具體工程問題逐步開展相應(yīng)的可靠性分析。從全廠事故序列的角度分析拒動對其可靠性的影響,從不同程度工況的角度分析誤動對其可靠性的影響,以此得出STPA分析中首先需要確定的不期望損失。同時,通過對當(dāng)前設(shè)計中已存在的用于防止安全噴淋拒動和誤動的相關(guān)設(shè)計方案的分析,為具體STPA分析中篩選主要潛在因素提供必要的參考依據(jù)。然后,首次嘗試在核電廠安全噴淋專設(shè)控制上運用STPA可靠性分析方法,基于拒動和誤動兩方面不同的工程實踐問題,分別繪制出相應(yīng)的控制結(jié)構(gòu)圖,也分別創(chuàng)建了對應(yīng)的過程模型。之后,針對控制動作中的危險動作以及其產(chǎn)生的潛在原因,繼續(xù)開展逐層逐步的列表分析。在分析得出導(dǎo)致拒動或誤動發(fā)生的主要潛在原因后,再針對各項因素可能存在的優(yōu)化改進(jìn)空間進(jìn)行了必要性和可行性的考慮判斷。最終結(jié)合STPA的可靠性分析的結(jié)果給出了具體的、可供實施的改進(jìn)方案和建議,并通過傳統(tǒng)PSA分析方法得到的驗證數(shù)據(jù)對其實施效果和推廣價值進(jìn)行了必要的分析確認(rèn)。通過本文的分析研究工作,不僅通過拒動、誤動兩個方面的工程安全性和可用性角度逐層對核電廠安全噴淋專設(shè)控制的可靠性開展了全面而系統(tǒng)的剖析;同時,首次嘗試運用系統(tǒng)理論過程分析方法STPA開展核電廠安全噴淋系統(tǒng)的可靠性分析,這為工程應(yīng)用中開拓新的可靠性分析方法、實現(xiàn)STPA的工程應(yīng)用提供了良好的示范、積累了實踐的經(jīng)驗;而且,基于本次可靠性分析的結(jié)果,為方案的優(yōu)化改進(jìn)提供了有效可行的建議,這也有助于進(jìn)一步提高安全噴淋系統(tǒng)控制功能正確執(zhí)行的可靠性,從而為核電廠的安全穩(wěn)定運行提供有力的保證。
【圖文】：

第 7 頁圖 1-1 安全殼噴淋系統(tǒng)簡圖Fig.1-1 The diagram of the EAS system從上述功能圖可知，安全殼噴淋專設(shè)控制系統(tǒng)在執(zhí)行噴淋過程中，為了進(jìn)一步提高安全殼噴淋系統(tǒng)的除碘能力，會在噴淋溶液中添加注入具有較高腐蝕性的化學(xué)溶劑氫氧化鈉（NaOH），，其也可用于中和事故工況下注入到安全殼內(nèi)的硼酸溶液。如果由于錯誤的控制指令導(dǎo)致系統(tǒng)在未發(fā)生事故或者不需要安噴功能的情況下，發(fā)生誤觸發(fā)噴淋的動作， 則有可能會導(dǎo)致高腐蝕性的化學(xué)溶劑氫氧化鈉溶液噴灑在正常運行的工藝設(shè)備上，造成設(shè)備的不必要損壞，進(jìn)而影響到核電機(jī)組的日常穩(wěn)定運行，對電站的可用性造成不可挽回的影響。因此，對其相關(guān)控制環(huán)節(jié)的防誤動設(shè)計開展分析，也是確保核電廠穩(wěn)定運行，減少非計劃停堆，提供電

圖 2-1 安全殼噴淋系統(tǒng)流程簡圖Fig.2-1 The simple diagram of EAS system同時，針對每個系列的關(guān)鍵重要設(shè)備等供電也進(jìn)行了相應(yīng)的冗余設(shè)置，分別由不同兩條供電線路進(jìn)行供電（如分屬兩列的噴淋泵 EAS001PO 和 EAS002PO 分別是由 LHA 和 LHB 供電的）。而且，為了保證獨立性原則，防止火災(zāi)等災(zāi)害的影響，除了兩列之間的部分共用設(shè)備，其他分屬兩個系列的設(shè)備均被布置在不同房間，以進(jìn)行有效的實體（物理）隔離。該系統(tǒng)主要的設(shè)備清單可參見下表 2-1 中所列設(shè)備，表2-1 安全噴淋系統(tǒng)的主要設(shè)備列表Table 2-1 The equipments list of the EAS system設(shè)備名稱 A 列配置 B 列配置安全噴淋泵 EAS001PO EAS002PO
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM623

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王璐;;核電“十三五”規(guī)劃思路漸明 31個廠址完成可行性初審[J];能源研究與利用;2015年06期

2 竹天奇;唐秋月;;核電站設(shè)計基準(zhǔn)事故和專設(shè)安全設(shè)施[J];科技展望;2015年29期

3 張佳佳;李春;楊志義;肖軍;柴國旱;種毅敏;;國內(nèi)先進(jìn)壓水堆核電廠安全殼條件失效概率探討[J];核安全;2015年03期

4 姚芝強(qiáng);;核電站數(shù)字化反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)旁通設(shè)計研究[J];自動化博覽;2015年08期

5 葉曉麗;吳永重;李海冰;;核電站安全殼噴淋系統(tǒng)布置設(shè)計[J];產(chǎn)業(yè)與科技論壇;2015年11期

6 程保華;張合廠;;核電廠DCS與JDT系統(tǒng)通訊故障診斷及優(yōu)化[J];電子測試;2015年01期

7 楊剛;;定量評估DCS的可靠性[J];石油化工自動化;2014年02期

8 成衛(wèi)東;劉云;冷杉;;安全儀控系統(tǒng)分布式控制器可靠性研究[J];電力自動化設(shè)備;2014年02期

9 陽小華;劉杰;劉朝暉;劉華;余童蘭;;STAMP模型及其在核電廠DCS安全分析中的應(yīng)用展望[J];核安全;2013年03期

10 李熊;程康;張春雷;金成日;;淺談核電儀控系統(tǒng)中安全性與可靠性的關(guān)系及區(qū)別[J];自動化博覽;2013年08期

本文編號：2619988