[發明專利]一種船用非能動安全系統可靠性分析方法

有效

• 申請號: 201710972578.7
• 申請日: 2017-10-18
• 公開（公告）號: CN107609313B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 彭敏俊;王晨陽;夏庚磊;叢騰龍;王冰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F113/08;G06F119/08;G06F119/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種船用非能動安全系統可靠性分析方法，其特征在于：所述的船用非能動安全系統可靠性分析方法步驟如下：

(1)明確所分析非能動安全系統功能，利用故障模式及影響分析技術識別系統失效模式，根據系統失效模式分析系統成功、失效準則；

(2)利用海洋參數處理技術，明確不同海況下的不確定性參數并篩選關鍵參數；

所述的不確定性參數為：海洋條件參數為傾斜角度、搖擺振幅、搖擺周期，設計參數為壓力容器內壓力值，過程參數為用于系統分析的物理變量：流量、功率、溫度、壓力、熱流密度，幾何性質參數為換熱面積、管道尺寸，模型參數為努塞爾數、雷諾數；

所述的參數處理過程為：利用海洋參數數據處理技術，將系統所處復雜海況視為不確定性參數引入可靠性分析過程中，把復雜的海洋運行環境劃分為傾斜、搖擺、浮沉這三類不確定性參數進行考慮，確定系統參數的不確定性區間，其中部分參數因受到海洋條件的影響，在不同海況下會具有不同的不確定性區間；針對不同海況，利用全局敏感性分析方法對各海況下的參數分別進行敏感性指標計算，得到對系統影響顯著的關鍵參數；

所述的全局敏感性分析方法為Morris方法，利用該方法定量計算各參數的敏感性指標，若識別為非關鍵參數，則其值采用設計值，若為系統關鍵參數則利用拉丁超立方方法在分布范圍內抽樣；

(3)開發適用于船用非能動系統可靠性分析的熱工水力計算程序，利用開發程序計算響應面設計點，并確定高精度的響應面；

所述的熱工水力計算程序包括：根據典型海洋條件下的流體受力分析，分別建立傾斜、起伏和搖擺條件下的附加力計算模塊，并在非慣性系下的動量方程中添加了附加慣性力項，考慮到搖擺條件下的流體所受附加力和流體的空間位置有關，建立了控制體空間坐標求解模塊；

(4)利用響應面進行不確定性傳遞計算物理過程失效概率，結合PSA分析模型定量計算系統可靠性；

將高效響應面計算得到的物理過程失效概率作為底事件，整合到故障樹分析模型中，綜合計算分析設備失效與物理過程失效的可能；以船體所處的海洋條件作為初始事件建立事件樹模型，將不同事故工況以及外部運行環境下的非能動系統可靠性結果整合到概率安全分析模型中。

2.根據權利要求1所述的一種船用非能動安全系統可靠性分析方法，其特征在于：所述的明確所分析非能動安全系統功能及分析系統成功、失效準則過程為，確定系統實現功能時所涉及的事故序列，其中事故序列包括內部事故序列與外部事件，外部事件應包括核動力裝置運行處于的海洋環境，利用故障模式及影響分析技術識別系統失效模式，根據失效模式確定非能動余熱排出系統的失效準則，堆芯冷卻劑出口溫度與非能動余熱排出系統帶走的熱量是衡量系統功能的重要標準，當有任意準則不滿足要求時，系統處于失效狀態。