br>[0061] 步驟1. 4、確定導(dǎo)致四級(jí)事件發(fā)生的可能事件即五級(jí)事件；
[0062] 導(dǎo)致穩(wěn)壓器壓力傳感器RCP005MP失效（RCPS005)事件發(fā)生的事件有穩(wěn)壓器壓力 傳感器RCP005MP需求失效（RCPS005-MP)、穩(wěn)壓器壓力傳感器RCP005MP閾值繼電器失效 (RCPS005-RC)，其中任意事件發(fā)生均會(huì)導(dǎo)致穩(wěn)壓器壓力傳感器RCP005MP失效（RCPS005)事 件發(fā)生。
[0063] 導(dǎo)致穩(wěn)壓器壓力傳感器RCP006MP失效（RCPS006)事件發(fā)生的事件有穩(wěn)壓器壓力 傳感器RCP006MP需求失效（RCPS006-MP)和穩(wěn)壓器壓力傳感器RCP006MP閾值繼電器失效 (RCPS006-RC)，其中任意事件發(fā)生均會(huì)導(dǎo)致穩(wěn)壓器壓力傳感器RCP006MP失效（RCPS006)事 件發(fā)生。
[0064] 導(dǎo)致穩(wěn)壓器壓力傳感器RCP007MP失效（RCPS007)事件發(fā)生的事件有穩(wěn)壓器壓力 傳感器RCP007MP需求失效（RCPS007-MP)和穩(wěn)壓器壓力傳感器RCP007MP閾值繼電器失效 (RCPS007-RC)，其中任意事件發(fā)生均會(huì)導(dǎo)致穩(wěn)壓器壓力傳感器RCP007MP失效（RCPS007)事 件發(fā)生。
[0065] 步驟1. 5、確定導(dǎo)致五級(jí)事件發(fā)生的可能事件即六級(jí)事件，直至該事件不能再分為 止，引發(fā)頂事件即核電站緊急停堆失效事件發(fā)生的所有可能事件搜尋完畢，得到底事件。
[0066]穩(wěn)壓器壓力傳感器RCP005MP需求失效（RCPS005-MP)、穩(wěn)壓器壓力傳感 器RCP005MP閾值繼電器失效（RCPS005-RC)、穩(wěn)壓器壓力傳感器RCP006MP需求失效 (RCPS006-MP)、穩(wěn)壓器壓力傳感器RCP006MP閾值繼電器失效（RCPS006-RC)、穩(wěn)壓器壓力 傳感器RCP007MP需求失效（RCPS007-MP)和穩(wěn)壓器壓力傳感器RCP007MP閾值繼電器失效 (RCPS007-RC)均為底事件。
[0067] 至此引發(fā)頂事件即核電站緊急停堆失效（RCPS000)事件發(fā)生的所有可能事件搜 尋完畢。可根據(jù)其父子關(guān)系建立該系統(tǒng)的故障樹模型，如圖2所示。
[0068] 步驟2、用下行法求解引發(fā)頂事件即核電站緊急停堆失效（RCPS000)發(fā)生的最小 割集，即底事件同時(shí)發(fā)生則導(dǎo)致頂事件發(fā)生的組合；
[0069] 為簡(jiǎn)化計(jì)算，事件核電站緊急停堆失效（RCPS000)用T表示，事件穩(wěn)壓器壓力低信 號(hào)失效（RCPS001)用G1表示，事件停堆斷路器拒開（RCPS002)用G2表示，事件至少三束控 制棒卡?。≧CPS003)用A表示，事件穩(wěn)壓器壓力傳感器失效（RCPS004)用G3表示，事件三 個(gè)穩(wěn)壓器壓力傳感器閾值繼電器定值錯(cuò)誤（PCF005-013)用B表示，兩個(gè)事件停堆斷路器 失效（RPA300JA-R0)分別用C和D表示，事件穩(wěn)壓器壓力傳感器RCP005MP失效（RCPS005) 用G4表示，事件穩(wěn)壓器壓力傳感器RCP006MP失效（RCPS006)用G5表示，事件穩(wěn)壓器壓力 傳感器RCP007MP失效（RCPS007)用G6表示，事件穩(wěn)壓器壓力傳感器RCP005MP需求失效 (RCPS005-MP)用E表示，事件穩(wěn)壓器壓力傳感器RCP005MP閾值繼電器失效（RCPS005-RC) 用F表示，事件穩(wěn)壓器壓力傳感器RCP006MP需求失效（RCPS006-MP)用G表示、事件穩(wěn)壓 器壓力傳感器RCP006MP閾值繼電器失效（RCPS006-RC)用H表示、事件穩(wěn)壓器壓力傳感器 RCP007MP需求失效（RCPS007-MP)用I表示，事件穩(wěn)壓器壓力傳感器RCP007MP閾值繼電器 失效（RCPS007-RC)用J表示，簡(jiǎn)化后的故障樹模型如圖3所示。
[0070] 求解故障樹的最小割集的過程如下：
[0071] 第一步：頂事件T下面的門為或門（任一事件發(fā)生，頂事件即發(fā)生），因此將它的 輸入G1、G2、A排成列（置換T);
[0072] 第二步：基本事件A不再分解，G1事件下為或門，將其輸入G3、B排成一列置換G1; G2事件下為與門（所有事件都發(fā)生，頂事件才發(fā)生），將其輸入C、D排成一行，置換G2 ;
[0073] 第三步：基本事件B、C、D不再分解，G3事件下為2/3表決門（子事件中有兩個(gè)或 兩個(gè)以上發(fā)生，頂事件發(fā)生），將其輸入G4、G5、G6兩兩組合成行后，排成列置換G3 ;
[0074] 第四步：G4事件下為或門，將其輸入E、F排成一列置換G4, ；G5事件下為或門，將 其輸入G、H排成一列置換G5 ;G6事件下為或門，將其輸入I、J排成一列置換G6 ;
[0075]第五步：得到一列全部由基本事件表示的15個(gè)割集：{A}，{CD}，{B}，{EG}，{EH}， {FG}，{FH}，{El}，{EJ}，{FI}，{FJ}，{GI}，{GJ}，{HI}，{HJ}，見表 1。
[0076] 表1核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)故障樹下行法展開
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)可靠性分析方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1、根據(jù)核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能聯(lián)系確定其故障樹模型； 步驟2、用下行法求解引發(fā)頂事件即核電站緊急停堆失效發(fā)生的最小割集，即底事件同 時(shí)發(fā)生則導(dǎo)致頂事件發(fā)生的組合； 步驟3、獲取核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)的歷史故障數(shù)據(jù)即各個(gè)底事件發(fā)生故障的時(shí)間統(tǒng) 計(jì)數(shù)據(jù)樣本； 步驟4、通過最小割集計(jì)算核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)的壽命統(tǒng)計(jì)量，即核電站反應(yīng)堆保護(hù) 系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)已經(jīng)運(yùn)行的時(shí)間； 步驟5、建立核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)壽命分布概率密度函數(shù)的信息熵模型，求解核電站 反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)最優(yōu)的壽命分布概率密度函數(shù)； 步驟6、利用核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)壽命分布概率密度函數(shù)求解核電站反應(yīng)堆保護(hù)系 統(tǒng)的失效概率，即核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)在t時(shí)刻之前發(fā)生故障的概率； 步驟7、利用核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)壽命分布概率密度函數(shù)求解核電站反應(yīng)堆保護(hù)系 統(tǒng)可靠度，即核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)在時(shí)間t之后仍然正常工作的概率； 步驟8、利用核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)壽命分布概率密度函數(shù)求解核電站反應(yīng)堆保護(hù)系 統(tǒng)動(dòng)態(tài)失效率，即核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)工作到時(shí)刻t時(shí)尚未失效、在時(shí)刻t以后的單位時(shí) 間內(nèi)發(fā)生失效的概率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)可靠性分析方法，其特征在于，所述 步驟1包括以下步驟： 步驟1. 1、確定故障樹的頂事件及導(dǎo)致頂事件發(fā)生的二級(jí)事件； 故障樹的頂事件為核電站緊急停堆失效； 導(dǎo)致頂事件的二級(jí)事件包括穩(wěn)壓器壓力低信號(hào)失效、停堆斷路器拒開、至少三束控制 棒卡??； 任一二級(jí)事件發(fā)生均導(dǎo)致頂事件發(fā)生； 步驟1. 2、確定故障樹中導(dǎo)致二級(jí)事件發(fā)生的三級(jí)事件； 導(dǎo)致穩(wěn)壓器壓力低信號(hào)失效事件發(fā)生的事件包括穩(wěn)壓器壓力傳感器失效、三個(gè)穩(wěn)壓器 壓力傳感器閾值繼電器定值錯(cuò)誤； 導(dǎo)致停堆斷路器拒開事件發(fā)生的事件為兩個(gè)停堆斷路器共因失效； 至少三束控制棒卡住事件視為底事件即導(dǎo)致核電站緊急停堆失效的不能再分的事 件； 步驟1. 3、確定導(dǎo)致三級(jí)事件發(fā)生的可能事件即四級(jí)事件； 導(dǎo)致穩(wěn)壓器壓力傳感器失效的事件包括相關(guān)的穩(wěn)壓器壓力傳感器失效；其中任意兩個(gè) 事件同時(shí)發(fā)生則會(huì)導(dǎo)致穩(wěn)壓器壓力傳感器失效事件的發(fā)生； 三個(gè)穩(wěn)壓器壓力傳感器閾值繼電器定值錯(cuò)誤、兩個(gè)停堆斷路器共因失效均為底事件； 步驟1. 4、確定導(dǎo)致四級(jí)事件發(fā)生的可能事件即五級(jí)事件； 步驟1. 5、確定導(dǎo)致五級(jí)事件發(fā)生的可能事件即六級(jí)事件，直至該事件不能再分為止， 引發(fā)頂事件即核電站緊急停堆失效事件發(fā)生的所有可能事件搜尋完畢，得到底事件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)可靠性分析方法，其特征在于，所述 核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)壽命分布概率密度函數(shù)按如下步驟建立： 步驟5. 1、引入最大熵估計(jì)方法，建立核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)的信息熵模型； 步驟5. 2、確定核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)信息熵優(yōu)化模型的約束條件，包括核電站反應(yīng)堆 保護(hù)系統(tǒng)壽命統(tǒng)計(jì)量的分?jǐn)?shù)矩的建立、核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)壽命分布概率密度函數(shù)估計(jì) 的積分值為1 ; 步驟5. 3、引入拉格朗日方程求解核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)最大熵約束優(yōu)化問題，使拉格 朗日方程對(duì)核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)壽命分布概率密度估計(jì)量求偏導(dǎo)數(shù)，令其值等于0,得到 核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)壽命分布概率密度函數(shù)的解析式估計(jì)； 步驟5. 4、引入K-L距離方法，建立求解核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)壽命分布概率密度函數(shù) 參數(shù)的無(wú)約束優(yōu)化模型； 步驟5. 5、利用歷史故障數(shù)據(jù)求解核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)壽命分布概率密度函數(shù)的拉 格朗日乘子2與分?jǐn)?shù)矩指數(shù)〃； 步驟5. 6、將拉格朗日乘子2與分?jǐn)?shù)矩指數(shù)a代入步驟5-3中的核電站反應(yīng)堆保護(hù)系 統(tǒng)的概率密度函數(shù)的解析式估計(jì)，得到核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)壽命分布概率密度函數(shù)。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)可靠性分析方法，包括根據(jù)核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能聯(lián)系確定其故障樹模型；求解引發(fā)頂事件的最小割集；獲取核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)的歷史故障數(shù)據(jù)；計(jì)算核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)的壽命統(tǒng)計(jì)量；建立核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)壽命分布概率密度函數(shù)的信息熵模型，求解核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)最優(yōu)的壽命分布概率密度函數(shù)、核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)的失效概率、核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)可靠度、核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)失效率。本發(fā)明依據(jù)少量可靠性試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)整體的壽命分布與動(dòng)態(tài)失效率做出預(yù)測(cè)，與基于大樣本的蒙特卡洛模擬結(jié)果相符，為小失效概率情況下核電站反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)壽命預(yù)測(cè)和動(dòng)態(tài)失效率評(píng)估提供技術(shù)方法。
【IPC分類】G06F19-00
【公開號(hào)】CN104850750
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510278256
【發(fā)明人】張旭方, 仝允, 張義民
【申請(qǐng)人】東北大學(xué)
【公開日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年5月27日