首页->成功案例->安全性可用性技术在先进核能系统研发中的创新实践

项目信息:

委托方:中国原子能科学研究院

产品:核电产品

时间:2015年—2017年


项目背景

中国原子能科学研究院是从事先导性、基础性、前瞻性核科学技术研究的综合性研究基地。快堆研究设计所以建设我国第一座实验快堆及研发先进快堆技术为己任,专业从事快堆技术的研究及应用。为提高快堆研究设计所研制的某型号核电站各级产品的六性水平,欲系统化地建立六性体系框架,有序有效地推进六性工程,将委托北京运通恒昌驱动技术有限公司提供专业化的六性技术咨询服务,以项目合作形式进行六性技术研究和工程推进工作,并以某型号产品为对象进行实施,建立六性设计、分析和评价的示范工程项目。


项目目标

通过本次项目的实施工作,实现如下的目标:

  1. 建立针对核电产品六性设计分析的工作程序和管理办法,满足甲方六性工程发展和项目实施的整体需求;

  2. 研究并形成核电产品的六性设计分析方法,形成系列化的技术文件,满足核电产品六性设计分析的技术需求;

  3. 通过六性技术培训和产品实施提高甲方六性专业人员和工程技术人员的工作技能,满足项目实施的技术要求;

  4. 引进和定制开发的六性软件技术平台的需求及建设方案,满足后续设计分析的技术需求;

  5. 建立六性技术数据库,为六性工作的开展提供数据支持;

  6. 乙方协助甲方建立核电产品六性参数体系,分解顶层技术指标,确定系统级和设备级的六性技术指标要求;

  7. 针对具体的某核电型号产品,乙方协助甲方进行六性工作项目(六性技术指标分解、关键设备六性技术要求、六性工作策划)的推进和实施。


项目内容

  • 建立核电产品六性工作程序和管理方法;

  • 研究并确定核电产品六性技术方法;

  • 核电产品六性技术培训;

  • 六性软件平台的需求分析;

  • 建立核电产品的六性数据库;

  • 某型号产品六性技术要求、工作策划和成果审核。


项目关键技术和创新点

1.基于核安全特点的安全性可用性一体化设计分析与验证技术

本项目从先进核能系统核安全和发电效率要求出发,借鉴电厂安全分析技术实践,通过拆解电厂功能实体,协调功能模块以及设计接口,构建基于安全性和可用性的关联模型,自上而下分解电厂安全性和可用性要求到设备的六性要求,自下而上验证设备六性指标对电厂安全性和可用性的影响。通过对系统和设备六性一体化设计分析与验证,解决了电厂层面安全性和可用性的有机统一问题。


2.可靠性分析与产品设计、验证的融合技术

本项目在产品设计基础上,进行设计故障得到风险分析,提出对应的控制措施或验证方法:对高风险的故障提出设计更改要求以降低故障风险,这些设计更改要求作为可靠性设计准则的内容;对于高风险的故障提出设计验证的需求,作为可靠性和验证计划的内容;依照可靠性设计验证计划内容,通过仿真分析或者试验的方法执行设计验证,并对验证结果进行评价,并将风险评价结果反馈到设计风险分析中;经过验证有效的风险控制措施又可以为可靠性设计准则提供输入。通过可靠性分析与产品设计、验证的融合技术,解决可靠性定性要求的识别、分析和有效验证问题。


3.非能动安全系统与装置的可靠性评价技术

失效概率仿真分析的对象是非能动安全结构产品,需要在FMEA的基础和和有限元分析的上进行,是进行可靠性设计验证和指标验证的技术手段之一。本项目通过识别非能动安全结构件故障模式、构建失效物理模型、确定失效判定准则以及确认影响因子分布类型和分布参数,结合高效的结构可靠性仿真算法,评价结构产品在复杂应用环境下的可靠性状态以及各因子的灵敏度信息,为复杂结构产品设计改进和验证提供方向和支撑。


项目效果

该项目取得了良好的收益并获得了客户的认可,项目成果也向下辐射到了原子能院的主要供应商。随后,运通公司为原子能院的7家供应商(包括东方电气股份有限公司、东方电气集团东方锅炉股份有限公司、太原重工股份有限公司、一重集团大连设计研究院有限公司和上海阿波罗机械股份有限公司等多家单位)的十多项产品提供“六性”咨询服务,目前这十多项产品的“六性”设计分析报告均已通过了第一阶段评审。





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