【摘要】：近年來(lái),伴隨著全球常規(guī)能源的資源緊缺和環(huán)境污染等問(wèn)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(guó)乃至世界各地開(kāi)始全面的推廣和應(yīng)用。但伴隨著產(chǎn)生熱能動(dòng)力源的核裂變反應(yīng),核電廠在運(yùn)行過(guò)程中將會(huì)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(huì)給社會(huì)和公眾帶來(lái)嚴(yán)重的危害性。因此,在實(shí)際的工程應(yīng)用過(guò)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(wèn)題。同時(shí),隨著數(shù)字化儀控系統(tǒng)DCS平臺(tái)近年來(lái)在核電領(lǐng)域的廣泛發(fā)展,基于安全級(jí)DCS平臺(tái)搭建的反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)和專(zhuān)設(shè)安全設(shè)施系統(tǒng)成為核電廠事故工況下實(shí)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(xiàng)重要專(zhuān)設(shè)安全動(dòng)作,其對(duì)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(zhuān)設(shè)控制的可靠性對(duì)于核電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)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?xún)蓚�(gè)角度對(duì)安全噴淋專(zhuān)設(shè)控制的功能需求開(kāi)展分析,基于工程應(yīng)用中可能存在的安全噴淋控制拒動(dòng)以及安全噴淋控制誤動(dòng)的實(shí)際問(wèn)題,確認(rèn)開(kāi)展安全噴淋控制可靠性分析的主要方向。接著,針對(duì)產(chǎn)生安全噴淋控制信號(hào)指令的數(shù)字化儀控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及具體對(duì)象,開(kāi)展必要的特性分析。同時(shí),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(cè)與自診斷功能等,針對(duì)安全噴淋控制可靠性分析,開(kāi)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(wèn)題分析解決的主要方法。隨后,針對(duì)安全噴淋的拒動(dòng)控制和誤動(dòng)控制,分別運(yùn)用STPA方法對(duì)于拒動(dòng)、誤動(dòng)的具體工程問(wèn)題逐步開(kāi)展相應(yīng)的可靠性分析。從全廠事故序列的角度分析拒動(dòng)對(duì)其可靠性的影響,從不同程度工況的角度分析誤動(dòng)對(duì)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(shí),通過(guò)對(duì)當(dāng)前設(shè)計(jì)中已存在的用于防止安全噴淋拒動(dòng)和誤動(dòng)的相關(guān)設(shè)計(jì)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(zhuān)設(shè)控制上運(yùn)用STPA可靠性分析方法,基于拒動(dòng)和誤動(dòng)兩方面不同的工程實(shí)踐問(wèn)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(duì)應(yīng)的過(guò)程模型。之后,針對(duì)控制動(dòng)作中的危險(xiǎn)動(dòng)作以及其產(chǎn)生的潛在原因,繼續(xù)開(kāi)展逐層逐步的列表分析。在分析得出導(dǎo)致拒動(dòng)或誤動(dòng)發(fā)生的主要潛在原因后,再針對(duì)各項(xiàng)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(shí)施的改進(jìn)方案和建議,并通過(guò)傳統(tǒng)PSA分析方法得到的驗(yàn)證數(shù)據(jù)對(duì)其實(shí)施效果和推廣價(jià)值進(jìn)行了必要的分析確認(rèn)。通過(guò)本文的分析研究工作,不僅通過(guò)拒動(dòng)、誤動(dòng)兩個(gè)方面的工程安全性和可用性角度逐層對(duì)核電廠安全噴淋專(zhuān)設(shè)控制的可靠性開(kāi)展了全面而系統(tǒng)的剖析;同時(shí),首次嘗試運(yùn)用系統(tǒng)理論過(guò)程分析方法STPA開(kāi)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(kāi)拓新的可靠性分析方法、實(shí)現(xiàn)STPA的工程應(yīng)用提供了良好的示范、積累了實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn);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(yùn)行提供有力的保證。
【圖文】：

第 7 頁(yè)圖 1-1 安全殼噴淋系統(tǒng)簡(jiǎn)圖Fig.1-1 The diagram of the EAS system從上述功能圖可知，安全殼噴淋專(zhuān)設(shè)控制系統(tǒng)在執(zhí)行噴淋過(guò)程中，為了進(jìn)一步提高安全殼噴淋系統(tǒng)的除碘能力，會(huì)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(cuò)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(dòng)作， 則有可能會(huì)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(yùn)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(yùn)行，對(duì)電站的可用性造成不可挽回的影響。因此，對(duì)其相關(guān)控制環(huán)節(jié)的防誤動(dòng)設(shè)計(jì)開(kāi)展分析，也是確保核電廠穩(wěn)定運(yùn)行，減少非計(jì)劃停堆，提供電

圖 2-1 安全殼噴淋系統(tǒng)流程簡(jiǎn)圖Fig.2-1 The simple diagram of EAS system同時(shí)，針對(duì)每個(gè)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(dú)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(gè)系列的設(shè)備均被布置在不同房間，以進(jìn)行有效的實(shí)體（物理）隔離。該系統(tǒng)主要的設(shè)備清單可參見(jiàn)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(chēng) 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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM623

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2619988