[发明专利]一种核电站反应堆保护系统可靠性分析方法

摘要

本发明提供一种核电站反应堆保护系统可靠性分析方法，包括根据核电站反应堆保护系统的结构及功能联系确定其故障树模型；求解引发顶事件的最小割集；获取核电站反应堆保护系统的历史故障数据；计算核电站反应堆保护系统的寿命统计量；建立核电站反应堆保护系统寿命分布概率密度函数的信息熵模型，求解核电站反应堆保护系统最优的寿命分布概率密度函数、核电站反应堆保护系统的失效概率、核电站反应堆保护系统可靠度、核电站反应堆保护系统动态失效率。本发明依据少量可靠性试验数据对系统整体的寿命分布与动态失效率做出预测，与基于大样本的蒙特卡洛模拟结果相符，为小失效概率情况下核电站反应堆保护系统寿命预测和动态失效率评估提供技术方法。

主权项

一种核电站反应堆保护系统可靠性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、根据核电站反应堆保护系统的结构及功能联系确定其故障树模型；步骤2、用下行法求解引发顶事件即核电站紧急停堆失效发生的最小割集，即底事件同时发生则导致顶事件发生的组合；步骤3、获取核电站反应堆保护系统的历史故障数据即各个底事件发生故障的时间统计数据样本；步骤4、通过最小割集计算核电站反应堆保护系统的寿命统计量，即核电站反应堆保护系统发生故障时已经运行的时间；步骤5、建立核电站反应堆保护系统寿命分布概率密度函数的信息熵模型，建立核电站反应堆保护系统最优的寿命分布概率密度函数；所述核电站反应堆保护系统寿命分布概率密度函数按如下步骤建立：步骤5.1、引入最大熵估计方法，建立核电站反应堆保护系统的信息熵模型；已知寿命分布概率密度函数fT(t)，其信息熵模型H[f]定义为：H[f]＝‑∫TfT(t)log[fT(t)]dt步骤5.2、确定核电站反应堆保护系统信息熵优化模型的约束条件，包括核电站反应堆保护系统寿命统计量的分数矩的建立、核电站反应堆保护系统寿命分布概率密度函数估计的积分值为1；步骤5.3、引入拉格朗日方程求解核电站反应堆保护系统最大熵约束优化问题，使拉格朗日方程对核电站反应堆保护系统寿命分布概率密度估计量求偏导数，令其值等于0，得到核电站反应堆保护系统寿命分布概率密度函数的解析式估计；步骤5.4、引入K‑L距离方法，建立求解核电站反应堆保护系统寿命分布概率密度函数参数的无约束优化模型；步骤5.5、利用历史故障数据求解核电站反应堆保护系统寿命分布概率密度函数的拉格朗日乘子λ与分数矩指数α；步骤5.6、将拉格朗日乘子λ与分数矩指数α代入步骤5‑3中的核电站反应堆保护系统的概率密度函数的解析式估计，得到核电站反应堆保护系统寿命分布概率密度函数；步骤6、利用核电站反应堆保护系统寿命分布概率密度函数求解核电站反应堆保护系统的失效概率，即核电站反应堆保护系统在t时刻之前发生故障的概率；步骤7、利用核电站反应堆保护系统寿命分布概率密度函数求解核电站反应堆保护系统可靠度，即核电站反应堆保护系统在时间t之后仍然正常工作的概率；步骤8、利用核电站反应堆保护系统寿命分布概率密度函数求解核电站反应堆保护系统动态失效率，即核电站反应堆保护系统工作到时刻t时尚未失效、在时刻t以后的单位时间内发生失效的概率。