CN103336841A - 核电厂老化管理对象的筛选分级方法 - Google Patents

核电厂老化管理对象的筛选分级方法 Download PDF

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刘鹏
王勇
遆文新
刘啸天
张彦召
林磊
牛绍蕊
施震灏
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Abstract

本发明涉及一种核电厂老化管理对象的筛选分级方法，在核电厂中用以筛选出老化管理对象并确定在对老化管理对象进行老化管理时的优先级，该方法包括（1）筛选老化管理对象：按照系统和构筑物-设备-部件的顺序逐步筛选出所关注的部件及其老化机理作为老化管理对象；（2）分级老化管理对象：先将老化管理对象按照不同的影响维度进行评分，再将各影响维度的评分结果进行综合评价得出综合分值，最后根据综合分值评定出老化管理对象的优先级。本发明的方法可以提高核电厂的安全性和可靠性，作为核电厂开展老化管理的基础，方法合理、可行，且易于实施和操作。

Description

核电厂老化管理对象的筛选分级方法
技术领域
本发明涉及一种应用于核电厂中对老化管理对象进行筛选及分级以确定老化管理优先级的方法。
背景技术
在核电厂中，具有不同安全重要等级的构筑物、系统和部件（Structures，Systems and Components即SSCs）为数众多，而老化管理的直接对象需要具体到“部件——老化机理”这一级别，其数量将更为庞大。为了在有限的资源条件下保证核电厂的主要老化问题得到有效管理，需要对核电厂中的老化管理对象进行筛选和分级，并在后续工作中进行有针对性的老化管理，所以这也是在核电厂实际开展老化管理工作首先应进行的步骤。要实现这一目的，对于每个对象都需要综合考虑其具有的若干个属性来确定在安全重要方面、老化敏感方面和管理难易程度方面的高低程度，进而得到在老化管理工作中的优先级别。
对于使用系统化的方法进行SSCs筛选分级，在国家核安全导则《HAD103/12核动力厂老化管理》（以下简称为HAD103/12）中也有明确要求，其方法的合理性、结果的准确性将作为评判老化管理工作开展是否到位、管理是否有效的重要评判标准之一。
目前，世界上主要有IAEA（国际原子能机构）、法国EDF、美国NRC分别制定的筛选、分级方法，具体如下表：
Figure BDA00003525316800011
Figure BDA00003525316800021
由上表可以看出，现有的筛选及分级方法并不具有直接的可借鉴性或并不全面。
发明内容
本发明的目的是提供一种广泛适用的核电厂老化管理对象的筛选分级方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种核电厂老化管理对象的筛选分级方法，在核电厂中用以筛选出老化管理对象并确定在对所述的老化管理对象进行老化管理时的优先级，该方法包括
（1）筛选老化管理对象：按照系统和构筑物-设备-部件的顺序逐步筛选出所关注的部件及其老化机理作为老化管理对象；
（2）分级老化管理对象：先将所述的老化管理对象按照不同的影响维度进行评分，再将各所述的影响维度的评分结果进行综合评价得出综合分值，最后根据所述的综合分值评定出所述的老化管理对象的优先级。
上述方案中，所述的步骤（1）中，首先由所述的核电厂中的系统和构筑物中根据系统分级的安全要求、可靠性要求筛选出所关注的系统或构筑物，再由所关注的系统或构筑物中根据安全要求、可靠性要求筛选出所关注的设备或部件，最后由所关注的设备或部件中根据对部件的老化认知、部件功能及关注度筛选出所关注的部件及其老化机理。
所述的步骤（2）中，所述的影响维度包括重要度、敏感度和管理难易度，每个所述的影响维度中包含有若干个影响因素，对所述的老化管理对象按照不同的影响因素进行评分，再对每个所述的影响维度中的各个所述的影响因素的评分结果进行加权计算从而分别得到三个所述的影响维度的评分结果。
所述的重要度中所包含的影响因素为：①安全等级；②可靠性相关；③概率评价关注；④部件重要度；
所述的敏感度中所包含的影响因素为：①老化机理；②是否发生过失效；③机理业界关注度；④使用频率；
所述的管理难易度中所包含的影响因素为：①设备类型；②预防性；③修复性；④更换性。
对所述的重要度中所包含的各个所述的影响因素的结果进行加权计算得到其评分结果的方法为：重要度的分值为所述的安全等级的分值、所述的可靠性相关的分值和所述的概率评价关注的分值这三者中的最大值与所述的部件重要度的分值之和；
对所述的敏感度中所包含的各个所述的影响因素的结果进行加权计算得到其评分结果的方法为：敏感度的分值为所述的老化管理对象是否发生过失效的分值、所述的机理业界关注度的分值这二者中的最大值与所述的老化机理是否已知的分值、所述的使用频度的分值之和；
对所述的管理难易度中所包含的各个所述的影响因素的结果进行加权计算得到其评分结果的方法为：管理难易度的分值为所述的修复性的分值、所述的更换性的分值这二者中的最小值与部件类型的分值、预防性的分值之和。
将各所述的影响维度的评分结果进行综合评价得出综合分值时采用模糊逻辑控制器实现；各所述的影响维度的评分结果输入所述的模糊逻辑控制器中，所述的模糊逻辑控制器中预设有分析规则，所述的模糊逻辑控制器根据所述的分析规则得出所述的综合分值并输出。
所述的模糊逻辑控制器包括分别与各所述的影响维度的评分结果输入相连接的模糊化模块、与所述的模糊化模块相连接并预设有所述的分析规则的模糊推理模块、与所述的模糊推理模块相连接的解模糊模块。
所述的老化管理对象的优先级根据所述的综合分值的高低及分级标准分为三级。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：1、本发明的方法在筛选过程中，SSCs范围除覆盖业界关注的与核安全相关SSCs之外，还结合了电厂的实际情况，考虑了一些非安全相关的重大设备，有助于提高电厂的可靠性和经济性；2、对筛选关注的SSCs进行了组合、分类，以便于电厂的集约化管理；3、在分级过程中，对分类组合的SSCs进行分析充分吸收了EDF的经验，并进行补充优化，明确了分级需要考虑的各项因素和分级方法，方法合理、可行，且易于实施和操作。
附图说明
附图1为本发明的核电厂老化管理对象的筛选分级方法采用的模糊逻辑控制器的原理简图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
实施例：一种在核电厂中用以筛选出老化管理对象并确定在对老化管理对象进行老化管理时的优先级的核电厂老化管理对象的筛选分级方法，该方法主要包括筛选老化管理对象和分级老化管理对象两大部分。
1、筛选老化管理对象：按照系统和构筑物-设备-部件的顺序逐步筛选出所关注的部件及其老化机理作为老化管理对象。由于核电厂中包括若干的系统和构筑物，而系统或构筑物是由若干设备构成的，设备则是由若干部件构成的，因此，上述筛选过程是按照逐渐缩减的范围进行的。
具体方法如下：首先由核电厂中的系统和构筑物中根据系统分级的安全要求、可靠性要求筛选出所关注的系统或构筑物，再由所关注的系统或构筑物中根据安全要求、可靠性要求筛选出所关注的设备或部件，最后由所关注的设备或部件中根据对部件的老化认知、部件功能及关注度筛选出所关注的部件及其老化机理。
2、分级老化管理对象：先将老化管理对象按照不同的影响维度进行评分，再将各影响维度的评分结果进行综合评价得出综合分值，最后根据综合分值评定出老化管理对象的优先级。
具体的，影响维度包括重要度、敏感度和管理难易度这三个维度，分别反映老化管理对象因老化问题导致失效时其后果的严重程度，这种老化问题发生的难易程度，对这种老化问题进行管理的难易程度。每个影响维度中包含有4个影响因素。其中，重要度中所包含的影响因素为：①安全等级：依据SDM手册确定设备的安全等级（1/2/3/1E/LS/IPS-NC）；②可靠性相关：根据CCM清单确定设备是否为可靠性相关（Y/N）；③概率评价关注：根据PSA清单确定设备是否为概率评价关注（Y/N）；④部件重要度：通过对设备各部件的功能进行分析，判断各个部件在设备中的重要性（L/H）。敏感度中所包含的影响因素为：①老化机理：该设备及部件的潜在的老化机理已明确可知，应填写老化机理名称；设备及部件的潜在老化机理未发现或探明则填写（Q）；②是否发生过失效：判断是否存在内部经验反馈或外部经验反馈（内部经验反馈：某部件在该机理下发生过失效（Y）；外部经验反馈：相同工作环境，功能相同的设备发生过相关的失效（Y）；不符合上述两点（N））；③机理业界关注度：某设备或部件的该老化机理已经引起业界的关注，业界有相关的经验反馈和研究则应进行重点关注（L/H）；④使用频率：根据SDM手册确定设备的使用频度（在线运行设备：使用频度上又可以区分为一直运行的设备（只有一列）（H）、1/N时间在运行的设备（有N列切换）（M）、较少运行的设备）（L）；专设安全设施设备（事故工况和定期试验时才投运）（L）；大修和定期试验时才用的设备（L））。管理难易度中所包含的影响因素为：①设备类型：根据设备特性确定是能动/非能动设备（A/P）；②预防性:根据老化机理的特点确定该机理是否容易预防（该老化机理通过日常的措施可以有效进行的管理，并可以通过常规方法进行监测（E）；该机理发展不是渐变式的、无有效监测设备，发展到一定情况后会产生突变，造成破坏性的后果（H））；③修复性：某部件在该老化机理下发生的失效可以通过常规的方法（打磨、机加工）进行修复，修复后可以继续使用，不影响部件的功能，则容易维修（E）；某部件在该老化机理下发生的失效通过常规的方法难以修复，或者修复的成本较高，则难以维修（H）；某部件在该老化机理下发生的失效无法修复或修复成本不可接受，则不可维修（N）；④更换性：某部件失效后通过简单的操作可以用新的部件进行更换，一般的部件均为容易更换（如螺栓、螺母、螺钉等紧固件；垫片、填料等密封件、轴承等）（E）；该部件在设备设计时认为在其服役寿期内不会发生失效、或该部件失效导致的更换成本过高、需整体更换的部件为难以修复（H）；在电站整个服役寿期内，都不会进行更换的设备认为无法进行更换（安全壳、反应堆压力容器壳体）（N）。
更具体的，安全等级中还包括承压机械设备及构筑物、电气设备、非承压机械设备及构筑物、安全间接相关、安全无关等几方面；可靠性相关分为引起跳机跳堆和不引起跳机跳堆两方面；概率评价关注指是否关注两方面；部件重要度包括部件失效间接影响设备功能和部件失效直接影响设备功能两方面。老化机理指是否已知两方面；是否发生过失效也包含两方面；机理业界关注度包含关注度高和低两方面；使用频度包含高、中、低三方面。设备类型包括能动/非能动设备两方面；预防性指容易预防和难以预防两方面；修复性指容易修复、难以修复和不可修复三方面；更换性包含容易更换、难以更换和不可能换三方面。
上述各影响因素均根据核电厂实际情况和需求设定不同的分值。
上述各影响维度和影响因素如下表所示（下表中并未给出具体的分值数）：
Figure BDA00003525316800061
对老化管理对象按照不同的影响因素进行评分，再对每个影响维度中的各个影响因素的评分结果进行加权计算从而分别得到三个影响维度的评分结果。具体的方法为：重要度的分值为安全等级的分值、可靠性相关的分值和概率评价关注的分值这三者中的最大值与部件重要度的分值之和；对敏感度中所包含的各个影响因素的结果进行加权计算得到其评分结果的方法为：敏感度的分值为是否发生过失效的分值、机理业界关注度的分值这二者中的最大值与老化机理的分值、使用频度的分值之和；对管理难易度中所包含的各个影响因素的结果进行加权计算得到其评分结果的方法为：管理难易度的分值为修复性的分值、更换性的分值这二者中的最小值与部件类型的分值、预防性的分值之和。即
重要度=最大值（安全等级，可靠性相关，概率评价关注）+部件重要度
敏感度=老化机理+最大值（是否发生过失效，机理业界关注度）+使用频度
管理难易度=部件类型+预防性+最小值（修复性，更换性）
将各影响维度的评分结果进行综合评价得出综合分值，此时采用模糊逻辑控制器实现。各影响维度的评分结果输入模糊逻辑控制器中，模糊逻辑控制器中预设有分析规则，模糊逻辑控制器根据分析规则得出综合分值并输出。
如附图1所示，模糊逻辑控制器包括分别与各影响维度的评分结果输入相连接的模糊化模块、与模糊化模块相连接并预设有分析规则的模糊推理模块、与模糊推理模块相连接的解模糊模块。当三个维度的评分结果分别输入各自的模糊化模块后，模糊化模块根据评分结果输出高或中或低的模糊化结果并输入模糊推理模块中。模糊推理模块根据三个维度各自的模糊化结果通过预设于其中的分析规则得出综合分析的模糊结果并输入到解模糊模块中。由于输入模糊推理模块中的模糊化结果分别为三个维度的结果，且每个维度的模糊化结果为高、中、低中任一项，因此其可能出现的输入组合为33=27种可能，因此模糊推理模块中应对应的预设27条分析规则，每条分析规则都结合专家经验以及老化管理的需求而确定，其设置应考虑到对于不同级别老化管理对象采取的针对性管理策略，规则的设置应充分反映保证核电厂安全、可靠运行，优化资源配置，集中管理重要对象的原则。最后解模糊模块再根据综合分析的模糊结果进行解模糊从而得出综合分值并输出。
根据不同的老化管理对象（即所关注的部件及其老化机理）得到不同的综合分值，这些综合分值根据其高低及分级标准分为三级，分别为老化管理优先一级、老化管理优先二级和老化管理优先三级。这样即可得出在对老化管理对象进行老化管理时的优先级。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种核电厂老化管理对象的筛选分级方法，在核电厂中用以筛选出老化管理对象并确定在对所述的老化管理对象进行老化管理时的优先级，其特征在于：该方法包括
（1）筛选老化管理对象：按照系统和构筑物-设备-部件的顺序逐步筛选出所关注的部件及其老化机理作为老化管理对象；
（2）分级老化管理对象：先将所述的老化管理对象按照不同的影响维度进行评分，再将各所述的影响维度的评分结果进行综合评价得出综合分值，最后根据所述的综合分值评定出所述的老化管理对象的优先级。
2.根据权利要求1所述的核电厂老化管理对象的筛选分级方法，其特征在于：所述的步骤（1）中，首先由所述的核电厂中的系统和构筑物中根据系统分级的安全要求、可靠性要求筛选出所关注的系统或构筑物，再由所关注的系统或构筑物中根据安全要求、可靠性要求筛选出所关注的设备或部件，最后由所关注的设备或部件中根据对部件的老化认知、部件功能及关注度筛选出所关注的部件及其老化机理。
3.根据权利要求1所述的核电厂老化管理对象的筛选分级方法，其特征在于：所述的步骤（2）中，所述的影响维度包括重要度、敏感度和管理难易度，每个所述的影响维度中包含有若干个影响因素，对所述的老化管理对象按照不同的影响因素进行评分，再对每个所述的影响维度中的各个所述的影响因素的评分结果进行加权计算从而分别得到三个所述的影响维度的评分结果。
4.根据权利要求3所述的核电厂老化管理对象的筛选分级方法，其特征在于：所述的重要度中所包含的影响因素为：①安全等级；②可靠性相关；③概率评价关注；④部件重要度；
所述的敏感度中所包含的影响因素为：①老化机理；②是否发生过失效；③机理业界关注度；④使用频率；
所述的管理难易度中所包含的影响因素为：①设备类型；②预防性；③修复性；④更换性。
5.根据权利要求4所述的核电厂老化管理对象的筛选分级方法，其特征在于：对所述的重要度中所包含的各个所述的影响因素的结果进行加权计算得到其评分结果的方法为：重要度的分值为所述的安全等级的分值、所述的可靠性相关的分值和所述的概率评价关注的分值这三者中的最大值与所述的部件重要度的分值之和；
对所述的敏感度中所包含的各个所述的影响因素的结果进行加权计算得到其评分结果的方法为：敏感度的分值为所述的老化管理对象是否发生过失效的分值、所述的机理业界关注度的分值这二者中的最大值与所述的老化机理是否已知的分值、所述的使用频度的分值之和；
对所述的管理难易度中所包含的各个所述的影响因素的结果进行加权计算得到其评分结果的方法为：管理难易度的分值为所述的修复性的分值、所述的更换性的分值这二者中的最小值与部件类型的分值、预防性的分值之和。
6.根据权利要求1所述的核电厂老化管理对象的筛选分级方法，其特征在于：将各所述的影响维度的评分结果进行综合评价得出综合分值时采用模糊逻辑控制器实现；各所述的影响维度的评分结果输入所述的模糊逻辑控制器中，所述的模糊逻辑控制器中预设有分析规则，所述的模糊逻辑控制器根据所述的分析规则得出所述的综合分值并输出。
7.根据权利要求6所述的核电厂老化管理对象的筛选分级方法，其特征在于：所述的模糊逻辑控制器包括分别与各所述的影响维度的评分结果输入相连接的模糊化模块、与所述的模糊化模块相连接并预设有所述的分析规则的模糊推理模块、与所述的模糊推理模块相连接的解模糊模块。
8.根据权利要求1所述的核电厂老化管理对象的筛选分级方法，其特征在于：所述的老化管理对象的优先级根据所述的综合分值的高低及分级标准分为三级。
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