核电厂利用可靠性数据进行设备寿命估算的方法和装置与流程

1.本发明涉及核电厂设备可靠性技术领域，特别是涉及一种核电厂利用可靠性数据进行设备寿命估算的方法和装置。


背景技术：

2.核电厂系统众多、工艺复杂、设备数量庞大、不同条件下设备寿命不明确，设备需要有针对性地适时安排必要的预防性维修活动，设备预防性维修项目的制定必须有科学、先进且高效的方法来进行指导。首先可根据设备所执行的功能，对设备进行分级管理，针对不同级别的设备，采取不同的维修策略。其次，根据设备的结构类型进行分类，将结构类型相似的设备归为一个设备集合，开发一类设备的预防性维修模板，指导这一类设备的预防性维修项目制定，并形成设备的预防性维修大纲，作为设备执行预防性维修的依据文件。
3.由于设备的材料、制造工艺、运行工况等原因，即使同类型的设备，其寿命也存在差异性，这就需要在实际运行当中，针对这些差异性，不断的进行预防性维修项目优化，以达到降低电厂维修成本并提高设备可靠性的目的。


技术实现要素：

4.基于此，有必要提供一种核电厂利用可靠性数据进行设备寿命估算的方法，该方法通过对核电机组的某一类型设备的可靠性数据进行统计分析计算，在确保设备可靠性的前提下减少本类型设备不必要的预防性维修项目，延长设备的预防性维修周期，在确保设备可靠性的前提下延长设备的寿命，提高核电厂的经济效益。
5.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种核电厂利用可靠性数据进行设备寿命估算的方法，包括如下步骤：
7.步骤1、收集核电厂设备失效数据；
8.步骤2、估算核电厂设备失效率；
9.步骤3、确定核电厂设备可靠度；
10.步骤4、计算核电厂设备预期寿命；
11.步骤5、评估优化预防性维修任务及周期。
12.进一步地，步骤1具体包括如下步骤：
13.根据核电厂设备类型确定核电厂设备清单；
14.根据核电厂设备清单收集核电厂设备实际故障数据，包括核电厂设备实际预防性维修数据、工作环境、运行时间、故障模式和故障部位数据；
15.统计核电厂设备在不同工作环境下各故障模式和故障部位的失效次数。
16.进一步地，步骤2具体包括如下步骤：
17.采用经典估计法估算失效次数大于等于1次/年的核电厂设备的失效率；
18.采用贝叶斯估计法估算失效次数小于1次/年的核电厂设备的失效率。
19.进一步地，经典估算法是根据核电行业通用做法，假设核电厂中设备的寿命服从
指数分布，即假设核电厂运行失效率是恒定的，核电厂设备运行失效率的双侧置信区间可用卡方分布函数来表示：
[0020][0021][0022]
式中，λu为核电厂设备运行失效率的置信上限，λ
l
为核电厂设备运行失效率的置信下限，n为核电厂设备的累计运行失效次数，t为核电厂设备的累计运行小时数，1-α为置信度。
[0023]
进一步地，贝叶斯估计法是假设核电厂设备在被研究的时间间隔内其运行失效率为常数，而这个常数的不确定性分布是存在的，由贝叶斯推论核电厂运行失效先验分布为gamma分布,核电厂设备运行失效率的双侧置信区间可表示为：
[0024][0025][0026]
式中，λu为核电厂设备运行失效率的置信上限，λ
l
为核电厂设备运行失效率的置信下限，n为核电厂设备的累计运行失效次数，t为核电厂设备的累计运行小时数，α、β均为核电厂运行失效先验分布中的参数。
[0027]
进一步地，步骤3中，核电厂设备可靠度根据如下方式进行确定:
[0028]
如果核电厂设备可靠度未明确，根据核电厂设备分级确定核电厂设备可靠度；
[0029]
如果核电厂设备可靠度已明确，则确定核电厂设备可靠度为该已明确的核电厂设备可靠度。
[0030]
进一步地，根据核电厂设备分级确定核电厂设备可靠度，是在固定的置信度基础下进行的，包括如下步骤：
[0031]
核电厂设备分级为关键一级设备、关键二级设备、重要设备和一般设备；
[0032]
关键一级设备在置信度95％下的可靠度为98％；
[0033]
关键二级设备在置信度95％下的可靠度为95％；
[0034]
重要设备在置信度95％下的可靠度为90％；
[0035]
一般设备在置信度95％下的可靠度为95％。
[0036]
进一步地，核电厂设备可靠度是基于系统或机组的可靠度目标对核电厂设备提出可靠度需求来明确的，包括如下步骤：根据核电厂设备具体运行需求，对设备采用故障树分析方法或失效模式与影响分析方法进行系统分析确定其可靠度。
[0037]
进一步地，步骤4中，根据以下公式计算核电厂设备预期寿命：
[0038][0039]
式中，tc为核电厂设备预期寿命，rc为核电厂设备可靠度，λu为核电厂设备运行失效率的置信上限。
[0040]
进一步地，步骤5具体包括如下步骤：
[0041]
根据计算得到的核电厂设备预期寿命评估核电厂设备现有的预防性维修周期是
否合适；
[0042]
如果计算得到的核电厂设备预期寿命与现有的预防性维修周期有25％以上的偏差即为不合适；
[0043]
当核电厂设备现有的预防性维修周期不合适时，结合核电厂设备的运行环境和强制性规范要求对核电厂设备现有的预防性维修周期发起修订，按照核电厂预防性维修大纲的修订流程完成核电厂设备的预防性维修周期的升版修订。
[0044]
本发明还提供一种核电厂利用可靠性数据进行设备寿命估算的装置，包括：
[0045]
获取模块，用于收集核电厂设备失效数据；
[0046]
估算模块，用于估算核电厂设备失效率；
[0047]
确定模块，用于确定核电厂设备可靠度；
[0048]
计算模块，用于计算核电厂设备预期寿命；
[0049]
评估模块，用于评估优化预防性维修任务及周期。
[0050]
本发明还提供一种核电厂利用可靠性数据进行设备寿命估算的装置，包括：
[0051]
处理器；
[0052]
用于存储处理器可执行指令的存储器；
[0053]
其中，所述处理器被配置为执行上述的方法。
[0054]
本发明还提供一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述核电厂利用可靠性数据进行设备寿命估算的方法。
[0055]
本发明的有益技术效果：
[0056]
本发明的核电厂利用可靠性数据进行设备寿命估算的方法和装置，对核电厂设备的可靠性数据进行统计分析，在确保核电厂设备可靠性的前提下对本类型设备的预防性维修项目及设备的预防性维修周期进行合理评估，达到在确保核电厂设备可靠性的前提下减少不必要的预防性维修项目、延长设备的预防性维修周期，最终实现降低核电厂的运行和维修成本，提高电厂的经济效益。
附图说明
[0057]
图1为核电厂利用可靠性数据进行设备寿命估算方法流程图。
具体实施方式
[0058]
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细地描述。
[0059]
本发明提供一种核电厂利用可靠性数据进行设备寿命估算的方法，包括如下步骤：
[0060]
步骤1、收集核电厂设备失效数据；
[0061]
步骤2、估算核电厂设备失效率；
[0062]
步骤3、确定核电厂设备可靠度；
[0063]
步骤4、计算核电厂设备预期寿命；
[0064]
步骤5、评估优化预防性维修任务及周期。
[0065]
进一步地，步骤1具体包括如下步骤：
[0066]
根据核电厂设备类型确定核电厂设备清单；
[0067]
根据核电厂设备清单收集核电厂设备实际故障数据，包括核电厂设备实际预防性维修数据、工作环境、运行时间、故障模式和故障部位数据；
[0068]
统计核电厂设备在不同工作环境下各故障模式和故障部位的失效次数。
[0069]
进一步地，步骤2具体包括如下步骤：
[0070]
采用经典估计法估算失效次数大于等于1次/年的核电厂设备的失效率；
[0071]
采用贝叶斯估计法估算失效次数小于1次/年的核电厂设备的失效率。
[0072]
进一步地，经典估算法是根据核电行业通用做法，假设核电厂中设备的寿命服从指数分布，即假设核电厂运行失效率是恒定的，核电厂设备运行失效率的双侧置信区间可用卡方分布函数来表示：
[0073][0074][0075]
式中，λu为核电厂设备运行失效率的置信上限，λ
l
为核电厂设备运行失效率的置信下限，n为核电厂设备的累计运行失效次数，t为核电厂设备的累计运行小时数，1-α为置信度。
[0076]
进一步地，贝叶斯估计法是假设核电厂设备在被研究的时间间隔内其运行失效率为常数，而这个常数的不确定性分布是存在的，由贝叶斯推论核电厂运行失效先验分布为gamma分布,核电厂设备运行失效率的双侧置信区间可表示为：
[0077][0078][0079]
式中，λu为核电厂设备运行失效率的置信上限，λ
l
为核电厂设备运行失效率的置信下限，n为核电厂设备的累计运行失效次数，t为核电厂设备的累计运行小时数，α、β均为核电厂运行失效先验分布中的参数。
[0080]
进一步地，步骤3中，核电厂设备可靠度根据如下方式进行确定:
[0081]
如果核电厂设备可靠度未明确，根据核电厂设备分级确定核电厂设备可靠度；
[0082]
如果核电厂设备可靠度已明确，则确定核电厂设备可靠度为该已明确的核电厂设备可靠度。
[0083]
进一步地，根据核电厂设备分级确定核电厂设备可靠度，是在固定的置信度基础下进行的，包括如下步骤：
[0084]
核电厂设备分级为关键一级设备、关键二级设备、重要设备和一般设备；
[0085]
关键一级设备在置信度95％下的可靠度为98％；
[0086]
关键二级设备在置信度95％下的可靠度为95％；
[0087]
重要设备在置信度95％下的可靠度为90％；
[0088]
一般设备在置信度95％下的可靠度为95％。
[0089]
进一步地，核电厂设备可靠度是基于系统或机组的可靠度目标对核电厂设备提出可靠度需求来明确的，包括如下步骤：根据核电厂设备具体运行需求，对设备采用故障树分
析方法或失效模式与影响分析方法进行系统分析确定其可靠度。
[0090]
进一步地，步骤4中，根据以下公式计算核电厂设备预期寿命：
[0091][0092]
式中，tc为核电厂设备预期寿命，rc为核电厂设备可靠度，λu为核电厂设备运行失效率的置信上限。
[0093]
进一步地，步骤5具体包括如下步骤：
[0094]
根据计算得到的核电厂设备预期寿命评估核电厂设备现有的预防性维修周期是否合适；
[0095]
如果计算得到的核电厂设备预期寿命与现有的预防性维修周期有25％以上的偏差即为不合适；
[0096]
当核电厂设备现有的预防性维修周期不合适时，结合核电厂设备的运行环境和强制性规范要求对核电厂设备现有的预防性维修周期发起修订，按照核电厂预防性维修大纲的修订流程完成核电厂设备的预防性维修周期的升版修订。
[0097]
本发明提供的核电厂利用可靠性数据进行设备寿命估算的方法，可以由核电厂利用可靠性数据进行设备寿命估算系统的终端设备执行，例如，终端设备可以为服务器、台式电脑、笔记本电脑和平板电脑等，本实施例对终端设备的类型不做限定。
[0098]
本发明还提供一种核电厂利用可靠性数据进行设备寿命估算的装置，包括：
[0099]
获取模块，用于收集核电厂设备失效数据；
[0100]
估算模块，用于估算核电厂设备失效率；
[0101]
确定模块，用于确定核电厂设备可靠度；
[0102]
计算模块，用于计算核电厂设备预期寿命；
[0103]
评估模块，用于评估优化预防性维修任务及周期。
[0104]
针对上述装置的说明已经在针对上述方法的说明中进行详细阐述，在此不再赘述。
[0105]
本发明还提供一种核电厂利用可靠性数据进行设备寿命估算的装置，包括：
[0106]
处理器；
[0107]
用于存储处理器可执行指令的存储器；
[0108]
其中，所述处理器被配置为执行上述的方法。
[0109]
本发明还提供一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述核电厂利用可靠性数据进行设备寿命估算的方法。
[0110]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。