一种核燃料后处理厂设备可靠性分析方法及装置与流程

本发明涉及可靠性分析，具体涉及一种核燃料后处理厂设备可靠性分析方法及装置。

背景技术：

1、核燃料后处理是核燃料循环后段中最关键的一个环节，发挥着“去除裂变产物，回收未用尽的和新生成的核燃料物质”的重要作用。核燃料后处理不仅能充分利用核燃料的功能，提高核燃料利用能力，更重要的是减小核废料体积，降低核废料放射性，为核废料安全存放发挥着重要贡献。然而，核燃料后处理过程中存在相当数量的易裂变核素，这些元素具有“高释热”、“高放射毒性”等特点，一旦发生临界事故，即使不发生爆炸，仅其产生的强中子和γ辐射以及放射性物质的扩散，便会造成严重的后果。因此，在后处理厂设备的设计过程中，对设备安全性、可靠性有着极高的要求，需采取充分的安全措施以防止临界事故发生。

2、目前，后处理厂尚未开展可靠性工作，既没有形成可以指导后处理设备可靠性设计分析的方法与标准，也没有形成标准件和基础零部件在辐照环境下的可靠性数据库，可靠性理论应用薄弱，难以保证最终产品可靠性。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种核燃料后处理厂设备可靠性分析方法及装置，以解决当前针对核燃料后处理厂缺乏可靠性分析的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种核燃料后处理厂设备可靠性分析方法，其特征在于，方法包括：将核燃料后处理厂设备进行层级划分，得到系统级、分系统级、组件级和零部件级；根据零部件级中零部件的故障率和平均故障间隔时间分别确定组件级、分系统级和系统级的故障率和平均故障间隔时间；将组件级、分系统级和系统级的故障率和平均故障间隔时间和采用核燃料后处理厂设备环境确定的指标阈值进行比较，得到比较结果；基于比较结果确定是否对核燃料后处理厂设备结构进行改进。

3、本发明实施例提供的核燃料后处理厂设备可靠性分析方法，通过将核燃料后处理厂设备划分为系统级、分系统级、组件级和零部件级，可以体现设备组成以及各层级在功能和结构上的逻辑关系，为后续可靠性分析奠定基础；同时基于核燃料后处理厂设备的环境确定指标阈值，使得后续和指标阈值的比较结果更加可靠，从而采用该方法实现了对核燃料后处理厂设备更合理的可靠性分析。

4、在一种可选的实施方式中，方法还包括：根据零部件的故障模式对应的维修难度和危害性分析技术确定的风险优先系数对核燃料后处理厂设备结构进行改进。

5、在一种可选的实施方式中，方法还包括：根据零部件的平均故障间隔时间和维修难度确定维修策略。

6、在一种可选的实施方式中，在将组件级、分系统级和系统级的故障率和平均故障间隔时间和采用核燃料后处理厂设备环境确定的指标阈值进行比较，得到比较结果之前，还包括：根据核燃料后处理厂设备环境确定的指标分别计算组件级中每个组件、分系统级中每个分系统的总评分；根据总评分与相应级别总评分之和的比值确定每个组件和每个分系统比例值；根据每个分系统的比例值和系统级平均无故障工作时间指标确定分系统级故障率指标阈值和平均无故障工作时间指标阈值；根据每个组件的比例值和相应分系统平均无故障工作时间指标确定组件级故障率指标阈值和平均无故障工作时间指标阈值。

7、在一种可选的实施方式中，根据零部件级中零部件的故障率和平均故障间隔时间分别确定组件级、分系统级和系统级的故障率和平均故障间隔时间，包括：根据每个组件中包括的零部件以及零部件级中零部件的故障率和平均故障间隔时间确定组件级中每个组件的故障率和平均故障间隔时间；根据每个分系统中包括的组件以及组件级中组件的故障率和平均故障间隔时间确定分系统级中每个分系统的故障率和平均故障间隔时间；根据分系统级中每个分系统的故障率和平均故障间隔时间确定系统的故障率和平均故障间隔时间。

8、在一种可选的实施方式中，根据零部件的故障模式对应的维修难度和危害性分析技术确定的风险优先系数对核燃料后处理厂设备结构进行改进，包括：采用预设标准进行零部件的故障模式影响和危害性分析，确定零部件的故障模式、概率发生等级和影响严酷度等级；根据零部件的故障模式确定的零部件的维修难度、概率发生等级和影响严酷度等级确定零部件的风险优先系数；根据风险优先系数大小确定零部件的主要故障模式；根据主要故障模式对核燃料后处理厂设备结构进行改进。

9、本实施例中，通过加入维修难度确定的风险优先系数更容易筛选出维修难度大的故障模式，有利于工程人员针对维修难度大的故障模式进行设计改进，减少此类故障模式发生概率，从而降低后处理厂设备在全生命周期中的总维修成本，提高设备经济性。

10、在一种可选的实施方式中，维修策略包括主动维修策略和被动维修策略，根据零部件的平均故障间隔时间和维修难度确定维修策略，包括：将维修难度大于第一阈值的零部件确定为难维修件、维修难度小于等于第一阈值的零部件确定为易维修件；对易维修件采用被动修改策略；根据零部件的平均故障间隔时间确定的维修时间对难维修件采用主动维修策略。

11、本实施例中，将设备零部件分为易维修件和难维修件，分别制定被动维修策略和主动维修策略，可降低设备在全服役周期内维修成本，提高经济性。

12、第二方面，本发明提供了一种核燃料后处理厂设备可靠性分析装置，装置包括：划分模块，用于将核燃料后处理厂设备进行层级划分，得到系统级、分系统级、组件级和零部件级；故障计算模块，用于根据零部件级中零部件的故障率和平均故障间隔时间分别确定组件级、分系统级和系统级的故障率和平均故障间隔时间；比较模块，用于将组件级、分系统级和系统级的故障率和平均故障间隔时间和采用核燃料后处理厂设备环境确定的指标阈值进行比较，得到比较结果；改进模块，用于基于比较结果确定是否对核燃料后处理厂设备结构进行改进。

13、在一种可选的实施方式中，装置还包括：维修改进模块，用于根据零部件的故障模式对应的维修难度和危害性分析技术确定的风险优先系数对核燃料后处理厂设备结构进行改进。

14、在一种可选的实施方式中，装置还包括：策略确定模块，用于根据零部件的平均故障间隔时间和维修难度确定维修策略。

15、在一种可选的实施方式中，装置还包括：阈值确定模块，具体用于根据核燃料后处理厂设备环境确定的指标分别计算组件级中每个组件、分系统级中每个分系统的总评分；根据总评分与相应级别总评分之和的比值确定每个组件和每个分系统比例值；根据每个分系统的比例值和系统级平均无故障工作时间指标确定分系统级故障率指标阈值和平均无故障工作时间指标阈值；根据每个组件的比例值和相应分系统平均无故障工作时间指标确定组件级故障率指标阈值和平均无故障工作时间指标阈值。

16、在一种可选的实施方式中，故障计算模块具体用于：根据每个组件中包括的零部件以及零部件级中零部件的故障率和平均故障间隔时间确定组件级中每个组件的故障率和平均故障间隔时间；根据每个分系统中包括的组件以及组件级中组件的故障率和平均故障间隔时间确定分系统级中每个分系统的故障率和平均故障间隔时间；根据分系统级中每个分系统的故障率和平均故障间隔时间确定系统的故障率和平均故障间隔时间。

17、在一种可选的实施方式中，维修改进模块具体用于：采用预设标准进行零部件的故障模式影响和危害性分析，确定零部件的故障模式、概率发生等级和影响严酷度等级；根据零部件的故障模式确定的零部件的维修难度、概率发生等级和影响严酷度等级确定零部件的风险优先系数；根据风险优先系数大小确定零部件的主要故障模式；根据主要故障模式对核燃料后处理厂设备结构进行改进。

18、在一种可选的实施方式中，维修策略包括主动维修策略和被动维修策略，策略确定模块具体用于：将维修难度大于第一阈值的零部件确定为难维修件、维修难度小于等于第一阈值的零部件确定为易维修件；对易维修件采用被动修改策略；根据零部件的平均故障间隔时间确定的维修时间对难维修件采用主动维修策略。

19、第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的核燃料后处理厂设备可靠性分析方法。

20、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的核燃料后处理厂设备可靠性分析方法。