可靠性工程大复习题.doc

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1、AP1000设备冷却水系统建模哈尔滨工程大学核科学与技术学院AP1000设备冷却水系统建模姓名：学号：摘要：本文针对非能动安全先进核电厂AP1000的设备冷却水系统（ComponentWaterSystem,CCS)的主要工作方式和工作流程，通过对系统运行过程分析，简述了其不同工作状态下的任务剖面状态，并建立了AP1000设备冷却水系统可靠性框图以及数学模型。关键词：AP1000设备冷却水系统；任务剖面；可靠性分析；数学模型1.引言AP1000在传统成熟的压水堆核电技术基础上，在设计中采用了非能动的严重事故预防和缓解措施，大大降低了发生人为因素错

2、误的可能性，使AP1000的安全性能得到显著提高的同时也提升了经济竞争力。本文针对AP1000设备冷却水系统可靠性建模研究，旨在对该系统的各个运行阶段进行可靠性验证，并提出相应数学模型，从而加深对AP1000的理解。2.设备冷却水系统综述2.1系统功能设备冷却水系统是一个非安全相关的封闭回路冷却水系统，在放射性系统和外界环境之间起到一个屏障的作用，执行非安全相关的纵深防御功能。2.2系统组成设备冷却水系统包括两个相互并联并互为支持的独立系列，包括两台CCS泵、两台CCS换热器、一台CCS膨胀水箱、一台化学加药箱、一台辐射监测器装置和相关的管道、阀

3、门、控制设备和仪表。设备水系统如图1所示：图12.3系统不同工况的任务剖面简述如前所述，CCS除安全壳隔离外，不执行任何安全相关的功能，但CCS的设计遵循非安全相关的纵深防御原则。在系统运行的各个阶段，其工作条件、环境及成功准则如下所述：2.3.1电厂启动阶段电厂启动是指将反应堆从冷停堆状态带到零功率运行的温度和压力，然后进入功率运行状态，该过程要求两个换料后设备冷却水系统的两个系列都投入运行。电厂启动阶段的成功准则为：两系列设备冷却水系统都投入运行，同时关闭余热排出泵，四台冷却剂泵（RCP）得到冷却，下泄热交换器设置为温度自动控制模式，同时监测

4、设备冷却水的流量和温度，使之在所要求的范围内。2.3.2正常运行阶段在电厂正常运行期间，只需要设备冷却水系统一个系列的设备投入运行，如果运行系列的设备冷却水泵发生故障，另一系列将自动启动。正常运行期间，设备冷却水系统的泄露将由膨胀箱低水位信号触发补水管线上阀门的自动开启来进行补给。电厂运行人员定期对设备冷却水取样，以确定其化学成分是否满足要求。与此同时，相应的温度、波动能力运行压力、放射性泄露等条件应得到满足。正常运行阶段的成功准则为：设备冷却水系统二者取其一正常工作，若出故障，另一自动启动。膨胀水箱正常工作控制补给，四台冷却剂泵得到冷却。同时压

5、力水温等检测器正常工作以保证各项指标均在所要求范围内。2.3.3电厂停堆阶段电厂停堆是指反应堆从功率运行阶段至换料阶段。在电厂停堆过程中，通常设备冷却水系统的两个独立系列都需运行。该过程分两个阶段，第一阶段是反应堆冷却剂系统通过蒸汽发生器和主蒸汽系统实现突然降温降压；第二阶段是在温度和压力都分别降至要求时，余热排出系统投入运行。在停堆96小时内，设备冷却水系统和正常余热排出系统以及厂用水系统将反应堆冷却剂系统降温至125℉（51.7℃）。在停堆冷却阶段，各设备的设冷水进口温度不能超过110℉（43.3℃）。电厂停堆阶段的成功准则为：设备冷却水系统

6、的两个系列都成功运行，四台冷却剂泵成功冷却，两台正常余热排出系统成功运行以及水温和冷却速率等检测装置成功运行以保证各项指标均在所要求范围内。2.3.4换料阶段在换料期间，设备冷却水系统的两个系统都需要投入运行，在倒料（部分堆芯换料）时，冷却水系统响亮台乏燃料池热交换器供水，使乏燃料水温维持在120℉(48.9℃)以下。换料阶段的成功准则为：设备冷却水系统的两个系列都成功运行，设备冷却水系统两台乏燃料池热交换器供水成功，温度保持在所要求的范围内。2.3.5应急整堆卸料阶段在应急整堆卸料阶段期间，设备冷却水系统的两个系统都需要投入运行，以维持乏燃料池

7、温度低于120℉(48.9℃)（假设池中积累了最大数量的乏燃料）。设备冷却水系统同时向两台乏燃料池冷却水系统热交换器和一台正常余热排出热交换器供水，以冷却乏燃料池。应急整堆卸料阶段的成功准则为：设备冷却水系统的两个系列都成功运行，两台乏燃料池冷却水系统热交换器均供水成功，任意一台正常余热排出热交换器供水成功，同时乏燃料池水温维持在所要求范围内。2.3.6丧失厂外电丧失厂外电后，两台备用柴油发电机启动运行，设备冷却水系统泵自动加载至柴油发电机以继续向RNS热交换器和泵、SFS热交换器以及CVS补给泵小流量热交换器等设备提供冷却水。SWS泵也通过柴油

8、发电机维持工作。丧失厂外电情况下的成功标准：柴油机正常工作，设备冷却水系统的两个系统加载柴油机电力正常工作，RNS泵、RNS热交换器、C