核動力裝置運行過程中安全性始終是最重要的因素。核動力裝置的安全問題可以從兩個方面來考慮,其一是系統(tǒng)和設備的運行安全,而另一個是傳感器的運行安全。核動力裝置傳感器或設備發(fā)生異常時,若不能及時識別出異常源,會導致不必要的停機甚至更嚴重的問題。因此對核動力裝置的傳感器和設備需要進行監(jiān)測具有十分重要的意義,本文旨在研究分布式狀態(tài)監(jiān)測技術,主要研究內(nèi)容如下:(1)論文以秦山一期核電廠的一回路重要主輔系統(tǒng),包括主冷卻劑系統(tǒng)、化學容積控制系統(tǒng)、設備冷卻水系統(tǒng)以及余熱排出系統(tǒng)作為研究對象。針對傳感器校準監(jiān)測任務和設備監(jiān)測任務,基于分布式原則,對研究對象進行了劃分,將監(jiān)測任務劃分到不同的子單元。(2)運用主元分析法,自聯(lián)想核回歸與序貫概率比方法對傳感器校準監(jiān)測并進行對比。將劃分好的傳感器組,運用上述兩種方法建立模型,采用多模型監(jiān)測傳感器運行,并利用傳感器數(shù)據(jù)的相關特性對異常傳感器進行監(jiān)測,識別與重構。(3)設備狀態(tài)監(jiān)測中,將研究對象劃分為兩級子單元結構,系統(tǒng)級狀態(tài)監(jiān)測子單元和設備級狀態(tài)監(jiān)測子單元。利用多主元模型分別對各個系統(tǒng)級狀態(tài)監(jiān)測子單元進行異常檢測,為設備級狀態(tài)監(jiān)測子單元監(jiān)測模型提供入口條件。利用機理模型方法對劃分的設備級狀態(tài)監(jiān)測子單元建立監(jiān)測模型,以確定異常發(fā)生的具體位置,對于難于建立機理模型或者利用專家知識更加簡單有效的情況,采用專家知識進行補充。(4)利用核動力裝置全范圍仿真機對所開發(fā)的核動力裝置分布式狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)進行了測試研究。研究結果表明所開發(fā)的分布式狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)不僅可以有效的識別異常傳感器,重構異常傳感器,還能實現(xiàn)核動力裝置系統(tǒng)和設備的有效監(jiān)測,整個狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是可靠而準確的,所設計的分布式狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)為今后的狀態(tài)監(jiān)測研究工作打下了基礎。
【學位單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：TM623
【部分圖文】：

圖 1.1 狀態(tài)監(jiān)測研究方法硬方案”增加硬件傳感器的個數(shù)來提高監(jiān)測的準確度，該方法簡單直接且也存在著以下固有的缺點：1）對傳統(tǒng)傳感器進行改進以及開發(fā)新型傳感器，這兩項研究工作與材料學的進步息息相關，并且其漫長的開發(fā)周期在短時間內(nèi)市場需求難以得到滿2）從最終使用的企業(yè)用戶角度進行觀察，新型傳感器的采購需要大量的的生產(chǎn)效率提升往往不能夠在短時間內(nèi)得到體現(xiàn)，這不符合企業(yè)所追求的則，因此限制了“硬方案”的應用。3）新型傳感器的安裝往往會影響設備的外殼、框架或內(nèi)部結構，降低設可靠性。4）硬方案并沒有解決數(shù)據(jù)的有效利用問題，無法實現(xiàn)系統(tǒng)和設備狀態(tài)信息本文中，將重點放在基于物理機理模型、數(shù)據(jù)驅(qū)動模型的“軟方案”上，

依據(jù)此原理可以對傳感器異常以及設備異常進行區(qū)分。2.4 傳感器校準監(jiān)測過程及方法在復雜的核動力裝置運行過程中，配備了大量的傳感器。傳感器采集核動力裝置運行過程中的各種信息，并將信息傳輸給計算機加以處理、顯示，給操作人員提供所需的相關運行信息，從而判斷設備的運行狀態(tài)是否正常，可靠。由此可見，準確的傳感器讀數(shù)保證著監(jiān)測的有效性，從而確保運行的安全性，尤其是對于將安全性作為首要考慮因素的核動力裝置而言，準確的傳感器讀數(shù)是狀態(tài)監(jiān)測的首要環(huán)節(jié)。在核動力裝置的實際運行過程中，由于環(huán)境復雜，使用時間較長等原因，使得傳感器的可靠性難以得到保證，而這直接影響操作人員對設備狀態(tài)的判斷。因此傳感器的校準監(jiān)測具有十分重要的意義傳感器是通過傳感器的測量值以及相關模型估計值之間產(chǎn)生的殘差來進行監(jiān)測的，而產(chǎn)生殘差的唯一方式是冗余。依據(jù)冗余產(chǎn)生的方式可以將傳感器校準監(jiān)測方法分為兩大類，即：基于物理冗余的方法和基于解析冗余的方法[25]。目前基于解析冗余的方法正成為研究的主流，而其中基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的方法應用更加廣泛。

依據(jù)此原理可以對傳感器異常以及設備異常進行區(qū)分。2.4 傳感器校準監(jiān)測過程及方法在復雜的核動力裝置運行過程中，配備了大量的傳感器。傳感器采集核動力裝置運行過程中的各種信息，并將信息傳輸給計算機加以處理、顯示，給操作人員提供所需的相關運行信息，從而判斷設備的運行狀態(tài)是否正常，可靠。由此可見，準確的傳感器讀數(shù)保證著監(jiān)測的有效性，從而確保運行的安全性，尤其是對于將安全性作為首要考慮因素的核動力裝置而言，準確的傳感器讀數(shù)是狀態(tài)監(jiān)測的首要環(huán)節(jié)。在核動力裝置的實際運行過程中，由于環(huán)境復雜，使用時間較長等原因，使得傳感器的可靠性難以得到保證，而這直接影響操作人員對設備狀態(tài)的判斷。因此傳感器的校準監(jiān)測具有十分重要的意義傳感器是通過傳感器的測量值以及相關模型估計值之間產(chǎn)生的殘差來進行監(jiān)測的，而產(chǎn)生殘差的唯一方式是冗余。依據(jù)冗余產(chǎn)生的方式可以將傳感器校準監(jiān)測方法分為兩大類，即：基于物理冗余的方法和基于解析冗余的方法[25]。目前基于解析冗余的方法正成為研究的主流，而其中基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的方法應用更加廣泛。

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本文編號：2814545