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1、CNIC-01839 GNPS-0006 核电站设备可靠性数据库的建立与应用 郑伟 1 李禾 2 ( 1 . 大 亚 湾 核 电 运 营 管 理 有 限 责 任 公 司 ， 广 东 ， 深 圳 ， 5 1 8 1 2 4 ; 2 . 中 国 原 子 能 科 学 研 究 院 ， 北 京 ， 1 0 2 4 1 3 ) 摘 要 以 大 亚 湾 核 电 站 为 例 ， 论 述 了 核 电 站 设 备 可 靠 性 数 据 的 釆 集 与 处理、可靠性参数的分析计算方法及可靠性数据库的建立与应用等。 数据源涉及到设备的设计信息、运行信息、维修信息、定期试验记录 等 。 在 大 亚 湾 核 电 站 运 行
2、 经 验 的 基 础 上 ， 形 成 了 大 亚 湾 核 电 站 设 备 可靠性数据库，为深入地、客观地记录核电站各类设备的运行历史和 现状、监控电站设备，特别是与安全相关设备的状态，提供了有效的 工 具 ； 为 加 强 设 备 的 可 靠 性 与 可 用 性 管 理 、 确 保 电 站 的 安 全 经 济 运 行，提供了非常有实用价值的信息；同时还为核电站的安全管理、可 靠性分析、概率安全评价、以可靠性为中心的维修及经济性管理等领 域里的新技术在核电站的应用研究与开发，提供了必不可少的数据。 关 键 词 ： 核 电 站 概 率 安 全 评 价 设 备 可 靠 性 可 靠 性 参 数 数 据
3、库 165 The Establish And Application of Equipment Reliability Database in Nuclear Power Plant (In Chinese) T T X X i - / X ， T T X X (1. Daya Bay Nuclear Power Operations and Management Co.，Ltd.， Shenzhen of Guangdong Prov.，518124 ； 2. China Institute of Atomic Energy, Beijing, 102413) ABSTRACT Take
4、the case of Daya Bay Nulcear Power Plant, the collecting and han- dling of equipments reliability data, the calculation method of reliability param- eters and the establish and application ol reliability databases，etc. are dis- cussed. The data source involved the design information of the equipment
5、s，the operation information，the maintenance information and periodically test re- cord ,etc. Equipments reliability database built on a base of the operation expe- rience. It provided the valid tool for thoroughly and objectively recording the operation history and the present condition of various e
6、quipments of the plant； supervising the appearance of the equipments，especially the safety-related equipments, provided the very practical worth information for enhancing the safety and availability management of the equipments and insuring the safety and economic operation of the plant? and provide
7、d the essential data for the re- search and applications in safety management, reliability analysis，probabilistic safety assessment, reliability centered maintenance and economic management in nuclear power plant. Key words： Nuclear power plant, Probabilistic safety analysis Equipment reliability, R
8、e- liability parameters, Database 166 引 言 概率安全评价（Probabilistic Safety Assessment，PSA)是20世纪70年代以后发展起来 的 、 通 过 概 率 论 的 方 法 进 行 核 电 站 安 全 评 价 的 系 统 化 方 法 。 可 靠 性 数 据 和 可 靠 性 参 数 是 PSA的基础，PSA的质量很大程度上取决于输入数据的质量。 建立大亚湾核电站设备可靠性数据库的主要目的是为了进一步提高核电站的安全水平 和设备管理水平，为电站的概率安全评价、在线风险评价与管理系统（Risk Monitor)以及以 可靠性为中心的
9、维修（Reliability Centered Maintenance,RCM)提供基本的可靠性参数。同 时，也可以为电站的安全评价、预防性维修、纠正性维修、事故预测、备品备件优化管理等活 动提供有用的数据，为运行、维修现场工作服务。 为了实现这一目的，大亚湾核电站从1996年开始就开展了这一数据库的建库工作。首 先是将大亚湾核电站的重要设备进行设备类的划分，确定每一个设备类所包含的样本设备； 对电站设备从1997年到2003年的需求数据、运行数据、故障数据等按设备类进行了采集， 并对采集到的数据进行了统计处理，在此基础上得到了各设备类的可靠性参数。到2004 年,这项建库工作基本完成。 1设
10、备可靠性数据库概况 目前在大亚湾核电站设备可靠性数据库中定义了 117个设备类 1 ,约2 000个设备（每 台机组），包含了电站PSA分析所用到的全部安全相关重要设备。 大亚湾核电站设备可靠性数据库中与设备直接相关的可靠性参数分为两类：设备可靠 性参数、共因故障参数。 设备可靠性参数主要是指运行故障率（A)、需求故障概率（P)和不可用度（U)三种。运 行故障率是指设备在运行过程中在单位时间内发生故障的次数；需求故障概率是指设备在 需求（发生状态变换）时发生故障的概率;不可用度是指设备因试验或维修而处于不可用状 态的概率。其中，运行中的故障可分为运行故障、运转故障、内漏、外漏等故障模式;需求时
11、 的故障可分为启动故障、拒开、拒关等故障模式。 共因故障(CCF)是指设备由于共同的原因而导致的故障。由于人的误操作而导致的设 备故障不作为共因故障考虑。法国900 MW系列核电机组的PSA报告EPS900 2 提供了共 因故障参数。大亚湾核电站自己的共因故障的样本空间太小，缺乏统计意义，加之PSA所 涉及的设备与法国的设备在设计、制造、运行方式和运行环境等方面基本相同，目前暂时直 接使用法国数据。 大亚湾核电站设备可靠性数据库的建立流程如图1所示。 对图中各框说明如下： (1)设备及设备类信息是最基础的数据，提供设备物理信息、设备边界定义和是否故障 的判断标准，是所有工作的基础。 (2)数据
12、源分析(详见2. 4节）的任务是如何筛选、组织数据，如何处理异常的或缺失的 数据，最后将电站的各种原始数据转换成设备的各种状态数据。 (3)设备可靠性数据编辑器是将单个设备的各种状态数据转换成设备类的累计可靠性 数据。 167 数据源 图1大亚湾核电站设备可靠性数据库的建立流程 (4)设备可靠性参数计算是将各个设备类的各种累计可靠性数据转换成可靠性参数。 (5)先验数据 2 :由于设备可靠性数据仅局限于大亚湾核电站的两个机组，所统计的累 计运行堆年只有10堆年,数据样本比较小，需要使用国外同类机组的数据作为先验数据,进 行贝叶斯（Bayes)处理。 (6)数据库主要应用领域:PSA、RCM、风
13、险指引型（Risk Informed)管理、设备管理等。 从图中可见,此数据库主要涉及可靠性数据的采集处理以及可靠性参数的计算分析两 部 分 。 这 两 部 分 分 别 在 第 2 章 和 第 3 章 中 做 进 一 步 的 说 明 。 2设备可靠性数据采集与处理 数据的采集与处理的指导思想是：设备可靠性数据库工作应该为现场工作服务;必须全 面和系统地对核电站运行、维修相关的历史、设备故障数据以及定期试验数据等进行收集、 整理、分析，并根据具体的分析结果来指导大亚湾核电站的设备管理和运行安全管理；同时， 也要考虑电站正在开展的PSA和RCM工作对可靠性数据的需求。 168 2.1 数据采集原则
14、 (1)采集的设备类：电站安全相关重要设备类都需要进行电站特定数据采集，共117类。 (2)采集的样本设备个数：每一个设备类内所含的样本设备应符合该设备类的定义并由 足够多的、足以采集到有代表性的可靠性数据的设备组合构成。除特指某系统外，样本设备 应尽可能来自多个系统，但必需的数据是可采集到的。 广 o 丞佑缺 ivn 饿-_ F? 7?r 合 匕 h 么 u ； 凸 /fei 也 说 ！ 应 银 nri 分 口 4 ivn m / 口 c .日 甘 口 RV Mj |oj (ipzj: / ； 、 日 匕 ci rt / 少 、 i x 过 方 小 朱 “J i口J 仪 ， n o 赃乂i
15、队 w 卞 朋 故障时段。 (4)采集的数据中不包括人因故障所造成的设备故障。 (5)采集的数据中不包括设备边界以外的支持系统故障所造成的设备故障。 2 . 2 数 据 处 理 原 则 (1)对于大多数与法国相同的设备，以法国数据为先验数据进行贝叶斯估计，得到的可 靠 性 参 数 供 P S A 使 用 。 (2)对于少量跟电站环境相关或者与法国设计不同的设备（如应急柴油机组、主变压器 等），其可靠性数据直接从本厂采集，可靠性参数使用经典估计结果。 (3)对于采集到的故障次数较多（大于等于5次）的设备类，其可靠性参数使用经典估计 结果。 2 . 3 设 备 数 据 采 集 基 本 步 骤 设备
16、数据采集的基本步骤如下： (1)确定设备类及边界定义； (2)确定设备类的样本设备； (3)确定设备类运行状态、需求状态； (4)确定设备类的故障模式； (5)确定数据源； (6)采集和统计运行时间、运行故障次数、需求次数、需求故障次数、规定可用时间、不可 用时间等，并得出这些量各自的累计值(对同一设备类累计）。 2 . 4 数 据 源 及 其 用 途 在 大 亚 湾 核 电 站 设 备 可 靠 性 数 据 采 集 中 所 用 到 的 数 据 源 及 它 们 的 用 途 如 表 1 所 示 。 表 1 可 靠 性 数 据 源 及 用 途 序号数据源名称 基本用途 序号数据源名称 基本用途 1.经验反馈系统（EFS) 提供故障次数 5.机组发电计划 提供运行时间、启停次数 2.操纵员日志（OP-LOG) 提供设备的启停时刻和次数 6集中数据采集系统(KIT) 提供运行时间、启停次数 3定期试验报告（PT) 提供试验启停次数和时间 7.计算机辅助隔离系统(CBA) 提供运行时间、启停次数 4.,大修计划 提供运行时间、启停次数 8.安
