核电厂概率安全评价中先进故障树分析方法研究

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1、中国科学技术大学博士学位论文万方数据核电厂概率安全评价中先进故障树分析方法研究作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：汪进核科学与技术吴宜灿研究员胡丽琴副教授二。一四年五月四日万方数据UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationfordoctor’SdegreeStudyonAdvancedFaultTreeAnalysisMethodinNuclearPowerPlantProbabilisticSafetyAssessmentAuthor’SName：J

2、inWangSpeciality：NuclearScienceandTechnologySupervisor：Prof．YicanWuAssociateProf．LiqinHuFinishedtime：May4∞，2014万方数据中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：二：巫芝签字日期：丝!生二三二三!

3、中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。晒公开口保密(年)作者签名：二j堑坠签字日期：翩虢一矾导师签名：。～’纠^加／卜矽竹。5。弓。签字日期

4、：丝!竺：兰：j!万方数据摘要核能是目前一种非常重要的能源类型，而核安全是核能与核技术利用事业发展的生命线。有效的核安全分析方法能够帮助提高核电厂的安全性，以故障树分析(FTA)为主要技术手段的概率安全评价(PSA)方法在核能安全领域发挥着重要作用，已经成为核安全分析的主要方法之一。在核电厂PSA中，往往会产生规模非常大的故障树。大规模故障树的高效分析是一个非常困难的问题。本文结合核电厂实时风险分析的特点，从大规模故障树的预处理与定性分析入手展开深入研究，提出了一套基于改进型零压缩二元决策图的快速FTA方法，以满足核

5、电厂实时风险分析的要求。在这套方法中，快速、充分的故障树规范化、化简与模块化算法，以及多种高效的零压缩二元决策图基本事件排序方法及并行计算方法得以发展，较大程度的提高了FTA的效率和速度。在中科院核能安全技术研究所·FDS团队前期开发的RiskA工作基础上，本文的主要工作与贡献之处在于：(1)提出了用于处理高阶K／N门的降阶组合算法和二分组合算法，使得高阶K／N门能被快速处理；(2)提出了一种基于故障树分页存储的故障树化简方法，使得在内存占用较小的分页存储情况下也能收到较好的化简效果，与改进前RiskA相比节省了30

6、％～70％内存，计算速度提高了l～10倍；(3)提出了一种动态调整化简策略以提高模块化程度的方法，对同一个故障树实例提高模块数量0．5～l倍；(4)提出了一种基于割集信息零压缩二元决策图基本事件排序方法，与改进前RiskA相比运行时间约减少50％以上，内存占用降低约20％；(5)提出了一种基于割集信息与故障树结构的混合排序方法，牺牲了少量内存方面的性能，使得计算速度基于割集的排序方法进一步提升约l～2倍；(6)提出了一种基于零压缩二元决策图的故障树分层并行求解算法，效率明显高于串行算法，与改进前RiskA相比提速达到

7、4～6倍。此外，基于上述方法开发了一个可进行快速FTA、具有很强实用性的工业级软件包RiskAT。所发展的快速FTA算法能解决核电厂实时处理大规模故障树存在的问题，促进FTA方法在核能安全领域的进一步应用和发展。RiskAT在秦山第三核电厂的事故序列定量分析中得到了成功应用，计算结果正确可靠，尤其是在计算速度方面明显优于同类商业软件，为秦山第三核电厂快速高效的进行分析工作提供了重要的技术支持。万方数据摘要关键词：核安全；概率安全评价；故障树分析；最小割集；零压缩二元决策图+本论文工作得到中国科学院战略性先导科技专项X

8、DA03040000，国家自然科学基金91026004与11305205，国家ITER973计划2014GBll20001，中科院合肥物质科学研究院青年火花基金YZJJ201327，中科院信息化专项XXHl2504．1—09的资助。万方数据AbstractABSTRACTNuclearpowerisaveryimportantkindofene