动态故障树技术及其在复杂核能系统概率安全评估中的应用展望
2021-08-30王韶轩郭丁情李学礼林志贤戈道川汪建业
核安全 2021年4期
王韶轩,郭丁情,李学礼,林志贤,戈道川,汪建业
(1.中国科学院合肥物质科学研究院,中子输运理论与辐射安全重点实验室,合肥 230031;2.中国科学技术大学,合肥 230026;3.上海交通大学,核科学与工程学院,上海 200240;4.中广核工程设计有限公司,广东深圳 518000)
动态故障树(DFT)概念最早由弗吉尼亚大学Dugan教授于1992年提出[1],其诞生背景是计算机容错系统因采用冗余设计、动态冗余管理以及复杂故障恢复技术而导致的系统时序失效行为。Dugan教授为描述系统这一时序失效行为,并对其可靠性进行精准的建模和分析,发展了6种动态逻辑门,因此DFT被定义为至少包含一种动态逻辑门的故障树。由于集成了动态逻辑门,DFT具备比静态故障树更强大的系统失效建模能力,一经提出,便引起了可靠性领域专家的注意并在实践中获得大量应用。目前,DFT的三大主要分析方法为:Monte Carlo数值仿真、马尔科夫链模型以及被统称为“组合法”的容斥原理法和不交化积之和模型法。随着快速定量分析技术的提升以及系统可靠性学科的发展,DFT也开始在其他安全重要领域得到应用,例如核能系统、化工过程系统和航空航天系统等。
尤其是核能系统,安全一直是其可持续健康发展的生命线[2]。为了保障安全,核电厂大量采用冗余管理和设计理念,比如纵深防御和单一故障准则[3]。由于大量冗余系统/设备的存在,使得核电厂系统广泛存在复杂时序失效行为,例如大亚湾核电站给水泵系统采用2×65%汽动泵+1×65%电动泵配置方式。……
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