核电厂PSA可靠性数据采集问题探讨与建议

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（中核核电运行管理有限公司，浙江 海盐 314300）

【摘要】通过对核电厂PSA可靠性数据采集工作的介绍，总结了可靠性数据采集与处理过程中存在的问题，并针对这些问题进行了深入地分析与探讨。从而从核电厂可靠性数据管理的角度，对设备边界划分、失效准则确定、原始数据记录及数据处理等方面提出改进建议。

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关键词 PSA；可靠性数据；数据采集

0概述

PSA－概率安全分析，是一种以概率论为基础的系统分析方法，其核心内容不外模型和数据两大块。只有模型和数据符合现实，其得出的结论才有实际意义。目前，国内核电厂在模型这一方面做得相对较好，但数据这一方面则需加强。因为国内大部分电厂运行时间较短，数据样本较少，因此国内许多风险分析，直接采用国际上的通用数据。但因通用数据不能完全反映国内电厂设备运行情况，得出的结论往往不能完全反映实际情况。因此，为了保证分析贴近现实，最好使用电厂自己的特定数据，这就要求电厂进行相应的数据采集和保管工作。

1可靠性数据采集与处理流程简介

电厂可靠性数据采集、处理流程的主要步骤如下：

1）设备基础信息分析。包括设备类的划分、设备边界定义、失效模式定义。

设备类的划分：一个设备类表示具有相似的工艺性能、相似的功能和相似的运行条件的一组设备。

设备边界定义：界定各设备的边界，明确数据采集对象。

失效模式定义：即定义导致设备不能完成PSA范围内所规定功能的失效模式。

2）通用数据的选取。

3）电厂可靠性数据采集。

利用电厂现有数据记录系统、软件及报告，采集设备的失效、运行、维修、试验及变更改造原始数据。

4）数据分析及处理。主要包括：

对采集到的设备的原始数据进行必要的筛选和处理：去除不合理的数据，对记录不清楚的数据进行分析。

利用设备可靠性数据库软件统计得到设备类的失效数据、运行数据、需求数据及不可用数据。

5）设备类可靠性参数计算。以通用数据为先验数据，以本电厂的历史数据为样本数据，进行贝叶斯处理得到可进一步用于PSA定量化的后验数据。

2问题讨论及建议

在对数据进行采集和处理时，必须先确定数据处理的几个问题，否则因为这些问题处理不当而导致数据采集和模型分析频频出现问题将会带来大量不必要的麻烦甚至返工。

2.1设备边界的划分

界定各设备的边界，是判定设备的失效模式和采集设备失效数据所必须明确的问题。以安全厂用水泵泵为例，导致其失效的原因可能是泵本体，如泵体破裂、叶轮卡塞等等，也可能是因为泵的电机故障所致。对于本体故障，数据记录一般无异议。但对于电机故障，是否将其视为为泵的一条失效数据呢？这取决于可靠性模型中的安全厂用水泵，其边界是否包含泵电机。若安全厂用水泵的设备边界图中，泵电机不在泵的设备边界内，则泵电机故障所导致的泵失效不应该算在泵的失效数据内，而是应该算入电机所在设备边界图对应的设备类中。

确定设备边界时，PSA分析人员必须和数据分析人员一起分析，达成一致，以保证所采集的数据的适用性。另外在后续建故障树的过程中，如果需对边界进行修改时，应及时和数据分析人员进行沟通，提供修改信息，以利于数据分析人员修改采集对象。

2.2失效准则的确定

这里的失效指设备不能完成PSA分析对设备所规定的功能，这跟我们通常意义上所理解的失效是有所区别的。例如：一台泵因某种原因导致它只能输出500t/h的流量，而在正常情况下它能输出600t/h的流量。如果500t/h能够满足PSA的要求，并且泵能够以500t/h的流量持续运行一段时间（至少达到PSA模型要求的任务时间），那么这种情况下就不算做泵的失效事件，而只能将其视为设备降级。

设备到底降级到什么程度，才能算是失效？这只能由PSA分析人员给出。在PSA中，往往需要进行热工水力分析。因此，要定义精确的失效准则并不容易，很多情况下，无法给出设备失效的精确定义。有时，可以保守的将设备某一层次的降级视作失效。但不管如何确定，PSA分析人员的参与是必须的。

2.3技改、运行优化对数据的影响

技术改造、设备运行方式的优化对设备运行会产生影响，往往会大幅降低设备失效率和不可用度。对于技改和优化以前的失效和不可用数据，应进行甄别，删除和技改或优化内容有关的失效和不可用数据。因为PSA分析是基于当前的状态进行分析，所以所用数据也应该尽量反映当前的实际情况。例如：某电厂在采集了旋转滤网的数据之后，数据采集人员发现其累计非计划性维修不可用时间较大，原因主要为销子断裂、紧固螺栓松动。经过询问维修人员，了解到旋转滤网传动箱销子2004年时已进行了改进，提高了销子抗剪切能力。改进后效果很好，之后仅出现过一次销子断裂的缺陷。螺栓松动现象在某次大修时就采用加装放松垫片和点焊相结合的方案进行了集中处理，效果良好。因此，在实施改进之前的累计非计划性维修不可用数据虽然很多，但在数据分析时这部分数据应该删除不考虑。

为了解决这个问题，数据收集人员必须查询到技改、运行方式变更的信息，并对这些信息作出评估，以确认这些信息对数据采集的影响。

2.4数据源的对数据的影响

数据采集的工作量，在很大程度上受数据源记录详细完整程度的影响。在实际采集过程中，常常因为数据源缺乏必要的信息，而花了相当多的时间去查阅资料、求证、分析。有的时候，原始数据记录人员描述清楚一些，就可以极大地减少数据采集的工作量。因此，要搞好数据采集工作，电厂现有的数据记录系统必须得到规范和改进。

根据实际数据采集的经验，总结出下列原始数据记录中必须包含的信息：

设备失效发生的时间。

设备失效事件描述及原因分析，用以判断本条记录是否为PSA意义上的失效，并区分设备的失效模式。

设备状态改变时刻及设备状态改变时刻之后设备的状态，用计统计设备的需求次数和设备的连续运行时间。

设备不可用开始时刻和结束时刻，用于计算设备的不可用的时间。

引起设备不可用的原因。

3总结

数据采集是整个风险管理体系中最基础的工作之一，数据采集工作的成果－可靠性数据是风险管理具体应用的基石。尽管数据采集前期因为采集样本较少，其作用不明显，但到电厂运行后期，随着样本的增加，可靠性数据对现实反映的提高，其作用将越来越明显。只有有了足够的数据，才能进一步满足PSA或电站其它可靠性工作的需求，使设备可靠性数据库真正成为电站信息管理系统的一部分，提高电站的可靠性管理水平。

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参考文献

［1］NUREG/CR-6823 Handbook of Parameter Estimation for Probabilistic Risk Assessment[Z].

［2］标准法国900兆瓦（电）压水堆概率安全评价（主报告）[Z].法国核安全与核防护研究所,1993,6.

［３］设备可靠性基础信息[Z].中机生产力促进中心.

［责任编辑：刘展］