核電站冷備份系統(tǒng)的維護(hù)策略研究

趙 晨,王 瀟,張思雨,胡子龍,曲 芳

（沈陽航空航天大學(xué)安全工程學(xué)院,沈陽 110136）

核電站冷備份系統(tǒng)的維護(hù)策略研究

趙 晨,王 瀟,張思雨,胡子龍,曲 芳

（沈陽航空航天大學(xué)安全工程學(xué)院,沈陽 110136）

本文以核電站系統(tǒng)中設(shè)備維護(hù)為例確定定期維護(hù)策略，根據(jù)給定的實(shí)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，并基于設(shè)備可靠性、故障率、技術(shù)現(xiàn)狀和維護(hù)人員素質(zhì)等因素，提出在達(dá)到最優(yōu)經(jīng)濟(jì)期望值的情況下獲取設(shè)備的最優(yōu)維護(hù)周期。

核電站；固定周期維護(hù)；可靠性；維護(hù)策略

0 引言

核電的安全問題日益突出，因其高能而備受關(guān)注，同時(shí)也因其高能一旦出現(xiàn)事故后果不堪設(shè)想。更嚴(yán)重的是核電泄露核污染對(duì)周圍區(qū)域的影響，以其影響范圍之大、時(shí)間之久和對(duì)人員傷害的不可恢復(fù)性，所以核電站的維護(hù)問題顯得尤為重要[1,2]。

1 核電站備用系統(tǒng)的建模

為了提高核電站備用系統(tǒng)的可靠度，需要對(duì)備用系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)。但是，過多的檢查/檢測(cè)工作勢(shì)必會(huì)增加運(yùn)行成本。對(duì)于核電站系統(tǒng)而言，維護(hù)的經(jīng)濟(jì)性也是必須考慮的問題。本文從可靠度和維護(hù)費(fèi)用率兩個(gè)方面對(duì)核電站備用系統(tǒng)的維護(hù)進(jìn)行優(yōu)化[3,4]。

通過攝像頭捕捉到一幀圖像后，進(jìn)行膚色檢測(cè)得到膚色部分，對(duì)膚色部分進(jìn)行最大連通區(qū)算以及膨脹，腐蝕等形態(tài)學(xué)算法消除較小膚色區(qū)域，最后通過人臉的幾何特征確定出人臉的準(zhǔn)備位置，完成人臉檢測(cè)。根據(jù)得到人臉的具體位置信息，從原圖中選取出人臉部分，對(duì)人臉進(jìn)行特征點(diǎn)檢測(cè)，選取其中的68個(gè)特征點(diǎn)進(jìn)行使用，計(jì)算結(jié)果如下圖：

（1）備用系統(tǒng)的維護(hù)優(yōu)化模型。本文以檢查周期T和維護(hù)次數(shù)n為優(yōu)化變量，以系統(tǒng)可靠度為約束，平均維護(hù)費(fèi)用率最小化為目標(biāo)，建立定期維護(hù)策略下的維護(hù)優(yōu)化模型。如公式（1.1）所示，此模型用于故障具有延遲性特點(diǎn)的備用系統(tǒng)[5]。

（2）模型的求解方法。以相對(duì)復(fù)雜的備用系統(tǒng)功能檢測(cè)策略的維護(hù)優(yōu)化模型為例，記為潛在故障發(fā)生的平均時(shí)間，為延遲時(shí)間的平均值。為了要求在系統(tǒng)的潛在故障能被檢測(cè)到，那么首檢時(shí)刻必須要做P點(diǎn)前，所以同時(shí)，為了要求在系統(tǒng)由潛在故障發(fā)展到功能故障之前檢測(cè)到故障，所以檢測(cè)周期必須要小于P-F間隔，所以為了求解最佳檢測(cè)周期T和維護(hù)次數(shù)n，使用優(yōu)化模型的迭代求解方法，取初始值k=1，該算法的步驟如下：輸入k值，求出滿足可靠度R要求下使C(k,T)達(dá)到最小的。其算法步驟如圖1所示。

假定核電站系統(tǒng)中設(shè)備故障率λ=0.000001，檢查/檢查費(fèi)用=1000，預(yù)防性維護(hù)費(fèi)用=5000，修復(fù)性維護(hù)費(fèi)用=20000，多重故障損失費(fèi)用=1000000，修正系數(shù)=1.5，修正系數(shù)=1.5。

2 基本實(shí)例

薏米的添加量是影響薏米雞肉餅風(fēng)味和質(zhì)地的因素之一，以不同的薏米添加量進(jìn)行單因素試驗(yàn)，確定其最佳添加量。試驗(yàn)結(jié)果表明，薏米的添加量為20%時(shí)，薏米雞肉餅中有明顯的薏米香味，表明這個(gè)添加量使薏米雞肉餅的滋味和口感達(dá)到最佳。

水利現(xiàn)代化繪河清湖晏藍(lán)圖——訪江蘇省淮安市水利局局長、黨委書記黃克清……………………………… 韋鳳年，江 芳，郭 純等(16.59)

通過MATLAB仿真，可靠度三維圖如圖2所示。可用meshgrid函數(shù)繪圖，其圖形實(shí)現(xiàn)如下：

圖中n坐標(biāo)為自變量，表示維護(hù)次數(shù)。T坐標(biāo)為自變量，表示單位周期時(shí)間。R坐標(biāo)為因變量，表示可靠度參數(shù)。其中可靠度的約束值R0取0.999，滿足條件的點(diǎn)使用深紅色表示，但是滿足條件的邊界點(diǎn)在三維圖中區(qū)域表示不明顯，因此對(duì)圖形做了簡化處理。將三維圖形轉(zhuǎn)變?yōu)槎S圖形，并取R值范圍為[0.999，1]，圖中n表示維護(hù)次數(shù)，T表示單位周期時(shí)間，圖形中紅色區(qū)域均滿足要求。在圖形中n坐標(biāo)和T坐標(biāo)的邊界值雖然符合條件但無實(shí)際意義，而滿足R=0.999的邊界具有實(shí)際意義且能在此區(qū)域獲得優(yōu)化目標(biāo)值。

3 結(jié)論

本文主要研究了核電站系統(tǒng)的固定周期維護(hù)問題，運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)的方法了解核電站系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障類型并提出高效易行的解決方案。

[1]李曉明,陳世均,武濤等.以可靠性為中心的維護(hù)在核電站維護(hù)優(yōu)化中的應(yīng)用與創(chuàng)新[J].核動(dòng)力工程,2005,26(6SI)：73-77.

[2]鄭明光.壓水堆核電站工程設(shè)計(jì)[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社, 2012.

[3]左洪福,蔡景,王華偉.維護(hù)決策理論與方法[M].航空工業(yè)出版社,2008.

[4]約翰 莫布雷.以可靠性為中心的維護(hù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)版社, 2000.

[5]John Moubray. Reliability-centered maintenance[M]. New York INDUSTRIAL PRESS INC, 1997.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.147

2014沈陽航空航天大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目 項(xiàng)目編號(hào)：DCX140410