Integrating Safety Critical Software System in Probabilistic Safety Assessment

In the recent times, computer-based systems are frequently used for protection and control of Nuclear Power Plants (NPPs). In the conventional Probabilistic Safety Assessment (PSA), the contribution from software in these computer-based systems was not given necessary attention. However, from operating experience, it has been found failures in such systems can also result in initiating events that have the potential for leading into Core Damage in the event of unavailability of the respective Engineered Safety Features. The impact of a typical computer-based system on PSA of Indian Nuclear Power Plant is demonstrated.     

AP1000非能动余热排出系统可靠性与概率安全评价模型的融合

研究AP1000非能动余热排出系统可靠性,应用重要度和敏感性指标全面详细地分析系统设备可靠性,得到导致系统失效的设备各种失效模式的重要度和敏感性排序结果;整合了系统设备可靠性与物理过程可靠性,将整体可靠性融合进概率安全评价模型。分析结果表明:研究非能动余热排出系统可靠性时不仅需要分析其设备可靠性,还应该重点考虑系统物理过程可靠性,应整合两种可靠性并将系统整体可靠性融合进概率安全评价模型,综合分析非能动余热排出系统可靠性。     

概率安全评价在核能安全分析领域的应用和发展

概率安全评价(PSA)是核能安全分析领域的两大分析方法之一。本文从PSA概念入手,首先从理论基础、分析视角等多个方面比较了确定论和概率论2种分析方法的差异;其次,梳理PSA在核能安全分析领域的历史进程,通过回顾PSA在技术和法规上的变化,展示了PSA与核能安全在提升过程中相互促进的关系;再次,阐释PSA技术在风险量化预测、平衡安全设计、安全决策、安全监管方面的应用,并通过华龙一号(HPR1000)的实例展示了PSA在核能安全分析中的具体应用方式。最后,对PSA技术未来的发展方向进行了预测,指出确定论和概率论2种分析方法将深入融合,PSA分析从安全目标向任务目标转移、从静态向动态转换、从认知向感知转换的发展方向。     

适用于三级概率安全评价的核反应堆实时风险计算方法

风险监测是反应堆安全监管与核应急决策的重要技术基础。面向核反应堆实时风险的三级概率安全评价（PSA）提出改进的实时风险计算方法,解决传统风险监测器重点集中在一级PSA的堆芯熔毁频率（CDF）计算的问题。针对反应堆运行时的实际系统配置,通过实时风险模型与在线状态监测进行实时事故频率计算,并采用放射性释放事故分类与实时气象下大气扩散方式分别实现了事故源项与场外剂量的实时计算。反应堆风险模型的计算案例验证了本研究方法与流程的有效性,该方法不仅支持堆芯熔毁实时风险计算,而且支持源项释放实时风险与场外剂量实时风险的计算,可为核反应堆安全监管与核应急提供技术支持。     

超临界水冷堆研发进展

超临界水冷堆（SCWR）是第四代核能系统国际论坛（GIF）确定的6种堆型中唯一的水冷堆。本文描述了SCWR的技术特点,回顾了我国SCWR的研发历程,简要梳理了国际上加拿大、欧盟、日本等在SCWR方面的最新研发情况。最后,本文总结了SCWR的技术优势、面临的技术挑战和发展机遇。      

风险指引型PSA应用的不确定性分析方法研究

不确定性是这个世界上所有事物与生俱来的特征,本文深入探讨了核电厂PSA不确定性的来源及其分类,研究了参数的不确定性、建模的不确定性以及模型的不完备性的处理方法。结合风险指引型PSA应用相关技术导则、法律法规等文件中对不确定性的相关要求,分别给出了在风险指引PSA应用中此三类不确定性的分析方法和相关可接受准则。风险指引PSA应用的不确定性分析是应用申请中不可或缺的重要组成部分,可为综合决策者提供足够的技术支持。     

AP-1000概率安全评价及其若干相关问题

本文概述了AP-1000的概率安全评价(PSA)及其若干相关问题,如:AP-1000设计平衡、非安全级能动系统的管理"待遇"等问题.     

ZBDD algorithm features for an efficient Probabilistic Safety Assessment

This paper explains a Zero-suppressed Binary Decision Diagram (ZBDD) algorithm and introduces advanced ZBDD algorithm-based features that are implemented into a fault tree solver Fault Tree Reliability Evaluation eXpert (FTREX). The ZBDD algorithm and its advanced features have been developed for solving a fault tree in Probabilistic Safety Assessment (PSA) of a nuclear power plant. The ZBDD can be interpreted as a factorized structure of minimal cut sets (MCSs). A ZBDD algorithm was developed in 2004 for performing a Boolean operation of ZBDDs. The ZBDD algorithm is based on a set of new ZBDD operation formulae. The ZBDD algorithm is known as an efficient replacement of a cutset-based algorithm that is based on traditional Boolean algebra.This paper explains how to perform a delete-term operation and a rule-based post-processing of MCSs by the ZBDD algorithm and demonstrates the efficiency of the ZBDD algorithm by performing benchmark tests. By using the ZBDD algorithm in this study, a long run time for (1) solving a fault tree, (2) performing a delete-term operation to handle negates, and (3) performing a rule-based post-processing of MCSs could be significantly reduced. Since the ZBDD algorithm is based on the factorized form of MCSs, it uses much less memory than the cutset-based algorithm.Due to the small memory requirement of the ZBDD algorithm from solving a fault tree to performing a rule-based post-processing, a much smaller truncation limit can be used than that in the cutset-based algorithm. By lowering the truncation limit, accurate PSA results such as a core damage frequency and importance measures could be calculated by the ZBDD algorithm.     

核电厂概率安全分析中动态可靠性方法综述

用动态可靠性方法弥补传统事件树/故障树方法的不足,补充和完善现有核电厂的可靠性与安全性评估,已成为核电厂概率安全研究的一新发展点。近30年来,动态可靠性已具有相对成熟的理论基础——概率动力学,并形成了蒙特卡罗（MC）模拟和离散动态事件树（DDET）两类主要方法。本文简要介绍动态可靠性理论和方法的研究现状与技术特点,并对未来趋势进行分析。     

概率安全评价软件RiskA中的非逻辑处理方法

非单调关联系统广泛存在于实际工程应用中,传统针对单调系统的处理方法不适合于这类系统的处理。因此,如何处理针对非单调关联系统所建立的模型成为概率安全评价软件研发面临的问题之一。本工作在调研一些国际流行概率安全评价软件非逻辑处理方法的基础上,探讨了非逻辑求解难点,基于RiskA的数据结构,设计并实现了非逻辑处理模块,并通过例题验证了RiskA软件非逻辑处理模块的正确性和可靠性。     

球床模块式高温气冷堆核电站的概率安全分析框架

通过对国际上相似堆型概率安全分析(PSA)框架的调研,结合球床模块式高温气冷堆(HTR-PM)自身设计特点,提出以始发事件为起点,以事件序列为主干,以释放类为终点的HTR-PM的PSA一体化事件树框架.分析表明,HTR-PM在PSA框架上的特点主要由其设计特点决定.     

适用于动态概率安全评价的故障树逻辑简化方法

对故障树进行逻辑简化将有效提高分析计算的速度。根据故障树结构特点,提出了基于贪心算法的故障树逻辑简化方法。该方法已编程实现,并采用实际系统的故障树进行了测试。实践证明,该方法可大幅度提高分析求解速度,同时,该方法所采取的贪心策略又可运用在故障树分析的其他方面。     

地下核电厂概率安全评价初步分析

充分考虑地下核电厂的岩土包容性、卸压洞室、隔离门、过滤排放系统设计等,对比地面核电厂,用概率安全评价方法(PSA)研究地下核电厂的大量放射性释放频率(LRF)。分析结果表明,地下核电厂的LRF比同样设计的地面核电厂大约低2个量级,可以实现从设计上实际消除大量放射性释放的安全目标。     

概率安全评价在CPR1000机组严重事故预防与缓解措施分析中的应用

文章阐述了概率安全评价（PSA）与严重事故分析之间的关系,介绍了PSA在严重事故预防与缓解措施分析中的应用过程与方法,通过PSA分析,发现了核电厂严重事故预防与缓解的薄弱环节,提出相应的改进措施,并从核安全风险角度对这些措施的有效性进行评价。文章结合CPR1000机组严重事故预防与缓解措施的研究,说明了PSA在严重事故研究中的应用。     

西安脉冲堆概率安全分析技术要点及分析框架研究

针对西安脉冲堆（XAPR）自身设计特点及安全特性,研究了XAPR概率安全分析（PSA）的技术特殊要点,提出了XAPR PSA分析框架及技术要素具体实施方法。最后以XAPR堆水池中破口失水事故为始发事件,验证了XAPR PSA研究思路。分析表明:以始发事件为起点、事件序列为主干、放射性释放类为终点的一体化事件树结构分析框架适合于XAPR PSA。      

非能动安全系统可靠性评估方法初步研究

非能动安全系统可靠性的分析是广泛采用非能动设计的新一代核电厂概率安全评价(PSA)的重要内容,其量化分析需根据非能动安全系统可靠性评估对象,确定影响系统运行的关键参数,结合事件序列对非能动系统进行研究。本文以AP1000非能动余热排出系统(PRHRS)设计阶段的可靠性研究为例,结合丧失主给水事故,根据燃料包壳完整性以及系统稳定性的功能准则,确定影响PRHRS的关键参数和设计参数。采用拉丁超立方抽样(LHS)确定输入参数组合,运用RELAP5/MOD3程序进行不确定性传递计算,进行关键参数对系统功能敏感性评价与确认,进行系统功能可靠性分析,为AP1000概率安全评价提供PRHRS可靠性估计。     

百万千瓦级核电厂停堆工况下的概率安全评价

对百万千瓦级核电厂停堆运行事故进行内部事件1级概率安全评价(PSA),根据不同的停堆进程分别建立停堆PSA模型,分析经历余热排出系统(RRA)低运行区间(LOI-RRA)水位对电厂风险水平构成的影响;同时采用事故系列先兆标准电厂风险分析模型人员可靠性分析(SPAR-H)方法进行人员可靠性分析,评价其定量化结果的适用性。分析结果表明,停堆工况下的电厂风险不可忽视,在停堆工况下的事故规程有待完善之处,冷停堆工况下由LOI-RRA水位导致堆芯损坏频率明显增加,人因失误是造成停堆高风险的关键因素。     

西安脉冲堆核事故场外后果概率安全评价

为定量评价西安脉冲堆(XAPR)场外风险,建立XAPR核事故场外后果概率评价模型,以XAPR场区特征气象数据为输入数据,分析计算了XAPR核事故场外后果。结果表明:完整释放谱发生后,在XAPR场区100 m边界处有效剂量超过1、10 m Sv的条件概率分别约为0.652%、0.0750%;个人有效剂量超过10 m Sv的总频率小于2.20×10-9 a-1;致死癌症风险超过1×10-6的总频率小于1.89×10-6 a-1;XAPR场外个人平均癌症死亡风险满足草拟的核安全目标。XAPR场外风险极小。     

应用分层模型进行核电站设备可靠性参数估计

目前国内对于从多个核电站统计的设备失效数据进行各特定核电站设备可靠性参数估计的方法研究尚少。本文研究了用于可靠性参数估计的分层模型以及实现分层模型的两种方法:带Kass-Steffey修正的参数经验贝叶斯方法和马氏链蒙特卡洛方法。以设备需求失效的稀少失效数据样本为例,推导了带Kass-Steffey修正的Beta-Binomial模型原理并编程求解,研究了马氏链蒙特卡罗方法及软件计算,对比了核电站后验失效概率的计算结果。计算表明:两种方法得到的部分失效概率后验估计的均值相差0~25%;95分位值相差5%~15%,两种方法都可用于稀少数据的样本估计。     

钠冷快堆钠火概率安全评价方法研究

钠火事故是钠冷快堆的典型和特有事故,且很可能是反应堆总风险的主要贡献因素之一。本文在介绍钠火事故特点的基础上,研究使用概率安全分析评价钠冷快堆钠火风险的方法。以中国实验快堆反应堆大厅钠火事故为实例,计算得到反应堆大厅钠火导致的堆芯损坏频率为1.19×10^-8/(堆•年)。在此基础上进一步讨论目前钠火概率安全评价中尚需研究的关键问题。