反应堆过程控制强化学习可靠性评估方法研究

人工智能技术的发展推动了强化学习(RL)算法在工业过程控制中的应用。在航空、航天和核能等行业中,不仅要求控制算法准确性高,还对控制算法的可靠性提出高要求。对RL领域的可靠性评估方法进行了研究,提出了反应堆过程控制RL可靠性评估方法。该方法通过分析模型的推理性能以评估RL模型的决策能力,并创新性地提出了针对传感⁃控制系统的对抗样本(AE)生成方法。通过AE测试评估RL模型的抗干扰能力。利用所提评估方法对反应堆过程控制RL模型进行了可靠性评估。试验结果表明,所提方法可以评估实际应用中RL模型的可靠性。该研究为人工智能技术在反应堆控制应用的可靠性评估工作以及RL领域对抗测试方法研究提供参考。     

辅助给水系统神经网络模型预测控制方案设计

为优化“华龙一号”核电机组辅助给水系统控制性能,对辅助给水控制方案进行了研究,设计了一种基于长短时记忆（LSTM）网络的辅助给水系统神经网络模型预测控制方案。通过仿真验证平台进行数据采集后,利用LSTM神经网络训练出蒸汽发生器液位预测器,以反应控制过程的动态特性。应用模型预测控制方案,根据蒸汽发生器液位估计值实时优化控制变量。验证结果表明,与手动控制/核电厂自动控制方案相比,模型预测控制方案可实现更快、更准确的设定点跟踪功能,同时需要的控制工作量更少,可达到有效减少对系统部件的磨损、延长系统部件使用寿命的作用。此外,所提方案可被应用于其他需要精确和有效控制的复杂工业过程。     

核电厂数字化仪控系统软件共因故障相关核安全标准研究

本文分析了我国核安全法规导则、国际原子能机构相关安全标准和技术文件、美国核管会相关安全审评标准中应对核电厂数字化仪控系统软件共因故障的安全要求和技术见解,并结合我国核电厂运行事件和仪控系统设计中反映的问题,从考虑范围、可靠性评价和纵深防御设计等方面对完善我国相关核安全标准提出了建议。     

“华龙一号”数字化仪控系统纵深防御设计

福岛核事故后,核电厂纵深防御的设计理念得到新的发展,纵深防御层次设置和层次间独立性的安全要求进一步提高。而核电厂数字化仪控系统设计除了满足电厂总的纵深防御目标,保证在核电厂各种工况下正确可靠的执行监视、控制和保护功能之外,还需要考虑自身的数字化系统共模故障等问题。为了保证"华龙一号"数字化仪控系统设计始终满足国际最新核安全要求,为核电出海做好技术储备,一方面对国际原子能机构,西欧核监管联合会,美国核管会仪控系统纵深防御相关的最新法规要求和技术见解进行了解读和分析,归纳出共性要求;另一方面详细论述了中核集团"华龙一号"机组仪控系统整体纵深防御设计方案,并对其与前者的符合性进行了分析。通过分析,"华龙一号"仪控设计现有设计方案基本满足国际最新核安全要求,同时如进一步提升多样化保护系统独立性等问题需要在后续设计中予以关注。为"华龙一号"数字化仪控系统设计的持续改进提供了有价值的参考。     

工业级软件执行核电厂A类功能的适用性分析

由于对核电厂执行A类安全功能的软件要求极高,必须遵守核质保体系的开发要求,如HAF 003和IEC 60880等,市场上这类软件较少。对此,核电用户将目光转向基于工业标准IEC 61508-3开发的软件。这些软件有着良好的应用经验,但是其开发和鉴定过程并不严格依据核电领域的相关标准。因此,这类工业级软件是否有足够高的可信度应用于核电领域,是一个值得考虑的问题。针对这一现状,对IEC 61508-3与IEC 60880进行了深入研究并执行了对比分析,确定了IEC 61508-3标准中不能充分覆盖IEC 60880的要求,明确了基于IEC 61508-3标准开发的软件,还需要考虑哪些方面的要求才能达到执行A类安全功能的软件质量。该研究结果为核电厂对工业级软件的选择和适用性分析提供理论依据,进一步推动了商用软件产品在核电安全重要仪控系统的应用。     

对国内仪控相关导则和标准的思考

仪表控制在核电设计中占有重要地位.福岛核事故发生后,对核电站的安全性和可靠性提出了新的要求.制定新的核安全设计相关法规、导则和标准势在必行.文章分析了我国现行的核电厂设计相关法规导则与IAEA最新发布导则的差异性,总结了国内目前仅控相关的标准体系现状、存在的问题,对进一步完善仪控相关的标准提供了建议.     

优先控制模件AV42在田湾核电站的应用

本文着重介绍了德国西门子公司的TXS系统中所使用的优选控制模件AV42的主要结构和功能分配以及该模件在田湾核电站中的实际应用情况，并结合调试中的实际情况提出应予注意的一些问题等。     

核电厂人因系统工程体系探讨

国际上先进的“人与系统整合”（Human Systems Integration,HSI）体系和应用案例表明，HSI是系统工程的重要组成部分，在系统工程早期考虑人与系统整合，有助于实现以人为中心的系统设计，在技术、经济、安全等方面实现硬件、软件和人之间的合理平衡。基于核电厂复杂系统设计中存在的问题和未来以系统工程为基础的研发策略，本文提出了在核电厂建立人因系统工程（HSE）体系的建议，并对核电厂HSE所关注的领域、研究方向和需要解决的问题提出了作者观点，以期为核电厂HSE体系的建立提供一定思路。