孫凌宇, 李鑫寶, 劉 策, 朱麗莉, 呂曉玲

(河北工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院， 天津 300131)

20世紀(jì)70年代至今，中國(guó)的核電事業(yè)已經(jīng)有了四十多年的迅猛發(fā)展，已建成的核電站包括廣東大亞灣核電站、江蘇田灣核電站和浙江秦山核電站等大型核電站，其裝機(jī)容量近1 100萬kW。2007年,國(guó)務(wù)院正式批準(zhǔn)了國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)上報(bào)的《國(guó)家核電發(fā)展專題規(guī)劃(2005—2020年)》，根據(jù)國(guó)家政策方針的指引，中國(guó)核電站的建設(shè)步伐還會(huì)越邁越大，計(jì)劃將要進(jìn)行的核電工程建設(shè)將有近30個(gè)。

然而縱觀中國(guó)乃至世界的核電發(fā)展歷程，一旦發(fā)生事故，將會(huì)有大量放射性核素不可控地釋放，導(dǎo)致嚴(yán)重甚至是毀滅性的后果，所以核電的建設(shè)和使用需要倍加慎重。近有日本的福島核電站事故，遠(yuǎn)有烏克蘭的切爾諾貝利核電站事故，不僅對(duì)核電的聲譽(yù)造成了很大的負(fù)面影響，還加重了人民乃至政府對(duì)核電安全性的擔(dān)憂與恐慌，在美國(guó)甚至還曾出現(xiàn)過反對(duì)核電建設(shè)的游行。由此可見，核電能否可靠安全的使用，是決定核電能否順利發(fā)展的重要因素。

核電能否被安全使用受諸多因素的影響，但最重要的一點(diǎn)，是設(shè)法保證核電站的正常運(yùn)行，準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)出堆芯的各種運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，為反應(yīng)堆操縱員操控反應(yīng)堆功率提供依據(jù)；同時(shí)一旦有事故發(fā)生，能夠及時(shí)可靠地應(yīng)對(duì)，防止事故的繼續(xù)擴(kuò)大，基于此類需求，堆芯運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀應(yīng)運(yùn)而生。堆芯運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀通過對(duì)反應(yīng)堆內(nèi)溫度和水位的連續(xù)在線監(jiān)測(cè)和分析，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)堆芯的功率分布和運(yùn)行狀態(tài)，而對(duì)于核電站這種十分重要且異常精密的設(shè)施，用于準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)出堆芯的各種運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的儀器的可靠性就異常重要。而目前核電行業(yè)中，核級(jí)設(shè)備并沒有完整的可靠性分析鑒定的流程和方法體系，因此對(duì)于堆芯運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀的可靠性分析需要進(jìn)一步的深入研究和完善。隨著可靠性學(xué)科的發(fā)展，學(xué)者們提出了許多相關(guān)的可靠性分析方法，如張鴻等[1]針對(duì)民航發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)階段可靠性數(shù)據(jù)較少的缺點(diǎn)，將現(xiàn)有可靠性計(jì)算模型進(jìn)行改進(jìn)，從而準(zhǔn)確估算可靠性指標(biāo)；呂文紅等[2]基于大數(shù)據(jù)分析構(gòu)建動(dòng)態(tài)有向網(wǎng)絡(luò)模型，論述了交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)可靠性進(jìn)展；雒衛(wèi)廷[3]通過改進(jìn)應(yīng)變模態(tài)對(duì)數(shù)控機(jī)床滾動(dòng)軸承可靠性檢測(cè)，成功獲取不同測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)結(jié)果，提高了檢測(cè)準(zhǔn)確率。

在以往的可靠性分析中，對(duì)于類似于堆芯測(cè)量(reactor in-core,RIC)系統(tǒng)這種大型電子設(shè)備，常用的分析方法有蒙特卡洛方法[4-5]、可靠性方塊圖(reliability block diagrams,RBD)框圖法[6]、故障樹分析法[7]、Markov方法[8-9]以及GO法[10-11]。而這些方法的缺陷也很明顯，蒙特卡洛方法需要實(shí)現(xiàn)建立合理的概率模型，再基于隨機(jī)數(shù)的統(tǒng)計(jì)模擬得到系統(tǒng)可靠性，它對(duì)零件失效分布沒有規(guī)則，不能清晰地表明系統(tǒng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移情況[12]；RIC系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的多時(shí)序多狀態(tài)機(jī)電系統(tǒng)，其從正常運(yùn)行到完全失效的過程中呈現(xiàn)多個(gè)狀態(tài)，而對(duì)于RBD框圖法和故障樹分析法等常規(guī)的可靠性分析理論中所討論的正常狀態(tài)、完全失效的二元化分析方法，不能夠完全體現(xiàn)堆芯運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀在運(yùn)行過程中可用度等各可靠性指標(biāo)的變化。在研究多狀態(tài)系統(tǒng)可靠性分析中，Markov模型和GO圖模型是常用的可靠性建模方法。Markov模型從研究系統(tǒng)狀態(tài)的角度出發(fā)，其所建立的模型涵蓋了從正常運(yùn)行到完全失效之間的工作狀態(tài)，并考慮了各個(gè)模塊組件的狀態(tài)對(duì)應(yīng)了系統(tǒng)處于什么狀態(tài)；GO圖從系統(tǒng)的原理出發(fā)，通過研究各個(gè)模塊的原理和作用，可以構(gòu)建出系統(tǒng)的GO圖模型，從模塊的可靠性推廣至系統(tǒng)的可靠性，并通過模塊的失效率等數(shù)據(jù)求出系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)，這兩種模型應(yīng)用于RIC系統(tǒng)的可靠性分析具有顯著的研究?jī)r(jià)值和意義。

因此，現(xiàn)綜合運(yùn)用Markov法和GO法，提出一種新的方法來對(duì)中子通量測(cè)量系統(tǒng)的硬件可靠性進(jìn)行分析。最后，以預(yù)制RIC系統(tǒng)作為算例，對(duì)其系統(tǒng)的硬件可靠性進(jìn)行分析。使堆芯運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀的可靠性分析結(jié)果更加嚴(yán)謹(jǐn)且符合實(shí)際狀況，同時(shí)也對(duì)提高堆芯運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀的可靠性、安全性和各種故障的診斷等都具有重大的意義，也為類似的核級(jí)儀器[13]的可靠性分析提供依據(jù)。

1 中子通量測(cè)量系統(tǒng)簡(jiǎn)介

堆芯運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀屬于核級(jí)專用儀器，主要用來對(duì)核電站堆芯的中子通量、水位等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的測(cè)量，是核反應(yīng)堆安全測(cè)量不可或缺的重要儀器。該監(jiān)測(cè)儀系統(tǒng)的主要功能包括對(duì)反應(yīng)堆內(nèi)的中子通量、溫度和水位進(jìn)行測(cè)量，其中各功能模塊按照信息傳送角度又可以分成信息的測(cè)量、信息的傳輸以及信息的處理。

整個(gè)系統(tǒng)分為兩個(gè)部分，分別為深入壓力容器內(nèi)堆芯的探測(cè)傳感器部分和位于壓力容器外的信號(hào)處理端，傳感器部分主要由中子-溫度探測(cè)組件和水位探測(cè)組件組成，信號(hào)處理端壓力容器外的中子信號(hào)處理機(jī)柜與水位信號(hào)處理機(jī)柜,壓力容器內(nèi)外環(huán)境大不相同，容器內(nèi)是高溫高壓高輻照的環(huán)境，壓力容器外是廠房環(huán)境。中子通量信號(hào)通過堆芯一體化測(cè)量組件，將傳感器信號(hào)送入服務(wù)器中，再經(jīng)由通訊站傳入分布式系統(tǒng)(distributed systems,DS)中；水位信號(hào)通過相關(guān)的水位調(diào)理之后送入事故后監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，同時(shí)實(shí)時(shí)顯示堆芯內(nèi)水位和中子通量狀況，給相關(guān)工作人員提供重要的數(shù)據(jù)支持。因中子監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)為RIC系統(tǒng)最重要的組成部分，故著重研究中子監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的可靠性。

中子監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要監(jiān)測(cè)堆芯出口溫度、中子通量和壓力容器上封頭溫度。堆芯出口溫度監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)用于監(jiān)測(cè)燃料組件出口處的冷卻劑溫度，用于嚴(yán)重事故處理規(guī)程，堆芯出口溫度測(cè)量?jī)x表的量程應(yīng)該滿足0～1 200 ℃。同時(shí)堆芯中子監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)通過測(cè)量一系列沿反應(yīng)堆堆芯高度布置的7個(gè)自給能探測(cè)器(self-powered neutron detector, SPND)同時(shí)產(chǎn)生的信號(hào)實(shí)現(xiàn)堆芯中子通量的在線連續(xù)測(cè)量。其主要通過深入壓力容器內(nèi)堆芯的中子-溫度探測(cè)器，其微弱信號(hào)經(jīng)過電纜傳輸?shù)胶蠖诵盘?hào)處理機(jī)柜，并經(jīng)過信號(hào)的放大、濾波等后進(jìn)行信號(hào)處理，進(jìn)行中子通量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。堆芯中子監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下功能：①對(duì)SPND信號(hào)進(jìn)行調(diào)理和采集，去除附加信號(hào)；②對(duì)SPND信號(hào)進(jìn)行延遲補(bǔ)償，消除延遲效應(yīng)；③對(duì)延遲補(bǔ)償后的SPND信號(hào)進(jìn)行電荷累積計(jì)算；④測(cè)量SPND的絕緣電阻，補(bǔ)償泄漏電流并判斷探測(cè)器是否故障；⑤將延遲補(bǔ)償前后的信號(hào)和累積電荷值送至堆芯監(jiān)測(cè)機(jī)柜，為其提供計(jì)算依據(jù)。

堆芯中子測(cè)量系統(tǒng)主要包含中子-溫度探測(cè)器和中子信號(hào)處理機(jī)柜，堆芯中子通量信號(hào)處理機(jī)柜主控機(jī)箱和附屬的擴(kuò)展機(jī)箱為核心模塊，負(fù)責(zé)決策和輸出控制，通信模塊Ⅰ實(shí)現(xiàn)主控機(jī)箱與擴(kuò)展機(jī)箱之間的通信，通信模塊Ⅲ和網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)與堆芯監(jiān)測(cè)機(jī)柜間的通信，通信模塊Ⅳ通過網(wǎng)關(guān)與SU服務(wù)器連接，實(shí)現(xiàn)維護(hù)和測(cè)試期間運(yùn)行及維護(hù)過程的狀態(tài)監(jiān)控、信號(hào)顯示及故障排查等功能，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1 中子通量測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Structure diagram of neutron flux measurement system

2 中子通量測(cè)量系統(tǒng)可靠性模型

在進(jìn)行可靠性分析時(shí)，先使用Markov模型對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行劃分，隨后代入各個(gè)模塊的可靠性數(shù)據(jù)得到每一模塊的狀態(tài)概率分布，然后根據(jù)中子通量測(cè)量系統(tǒng)原理圖，構(gòu)建出中子通量測(cè)量系統(tǒng)的GO圖，再結(jié)合各個(gè)模塊的狀態(tài)概率分布，就可以計(jì)算出中子通量測(cè)量系統(tǒng)的狀態(tài)概率分布，流程如圖2所示。

圖2 中子通量測(cè)量系統(tǒng)可靠性模型流程圖Fig.2 Flow chart of reliability model neutron flux measurement system

2.1 失效率計(jì)算

選用元器件計(jì)數(shù)法，在使用元器件計(jì)數(shù)法時(shí)，需要得知通用工作環(huán)境溫度和常用工作應(yīng)力條件下的失效率[14]，通用工作環(huán)境溫度是指在不同環(huán)境條件下，各類器件在工作時(shí)通用的周圍環(huán)境溫度。堆芯運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀用于對(duì)核反應(yīng)堆內(nèi)的各種參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，其機(jī)箱自身處于一種較平穩(wěn)的工作環(huán)境溫度。在元器件的標(biāo)準(zhǔn)中可以方便快捷地找到元器件在一些生產(chǎn)應(yīng)用方面的質(zhì)量控制水準(zhǔn)，產(chǎn)品的質(zhì)量檔次的劃分標(biāo)準(zhǔn)也是由此決定的，只有與產(chǎn)品息息相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)才是分級(jí)劃分質(zhì)量等級(jí)的依據(jù)。進(jìn)行可靠性預(yù)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)參考文獻(xiàn)[15]所提供的基礎(chǔ)元器件失效率，并考慮到現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境溫度、元器件選型、工藝技術(shù)等因素，按照失效率的數(shù)學(xué)模型計(jì)算得到。

依據(jù)著名的“澡盆曲線”[16]，在產(chǎn)品壽命期內(nèi)元器件的可靠度一般呈現(xiàn)指數(shù)分布。各個(gè)元器件在模塊的可靠性預(yù)計(jì)模型為串聯(lián)模型，任何一個(gè)元器件失效將導(dǎo)致模塊故障，數(shù)學(xué)表達(dá)式為

式(1)中：λQ為總失效率，10-6/h;λi為第i種元器件的通用失效率；Ni為第i種元器件的數(shù)量；n為產(chǎn)品的種類數(shù)；πi為第i種元器件的通用質(zhì)量系數(shù)。

各個(gè)元器件代入上述的數(shù)學(xué)模型可得到各個(gè)模塊的失效率如表1所示。

表1 各模塊失效率計(jì)算結(jié)果

2.2 中子通量測(cè)量系統(tǒng)Markov狀態(tài)空間模型

通過對(duì)中子通量測(cè)量子系統(tǒng)中模塊的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，將其劃分為如下四個(gè)狀態(tài)：正常運(yùn)行狀態(tài)(狀態(tài)1)、隱性誤動(dòng)狀態(tài)(狀態(tài)2)、隱性拒動(dòng)狀態(tài)(狀態(tài)3)和停運(yùn)狀態(tài)(狀態(tài)4)。當(dāng)模塊中的自檢裝置沒有檢測(cè)出元器件的失效，則進(jìn)入對(duì)應(yīng)的隱性故障狀態(tài)(包括隱性拒動(dòng)和隱性誤動(dòng))，當(dāng)系統(tǒng)的隱性故障被觸發(fā)后進(jìn)入狀態(tài)4，即停運(yùn)狀態(tài)。由此可得Markov狀態(tài)空間模型如圖3所示。

圖3 中子通量測(cè)量系統(tǒng)Markov狀態(tài)空間模型Fig.3 State space model Markov neutron flux measurement system

圖中的參數(shù)說明：

(1)將RIC系統(tǒng)各個(gè)模塊正常運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)定義為狀態(tài)1。

(2)當(dāng)模塊某些元件發(fā)生失效，但自檢系統(tǒng)并未檢查出時(shí)，模塊處于誤動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)可能有兩種情況：一種是隱性誤動(dòng)狀態(tài)，定義為狀態(tài)2；另一種是隱性拒動(dòng)狀態(tài)，定義為狀態(tài)3。隱性誤動(dòng)可能會(huì)致使模塊進(jìn)入緊急狀況并做出反應(yīng)，隱性拒動(dòng)會(huì)在有緊急狀況時(shí)停止反應(yīng)。此時(shí)模塊雖然可以正常工作，但如果故障被外界的應(yīng)力或電磁等干擾觸發(fā)，模塊會(huì)相應(yīng)地進(jìn)入失效狀態(tài)。

(3)根據(jù)Markov過程理論，RIC系統(tǒng)對(duì)應(yīng)模塊從正常運(yùn)作狀態(tài)進(jìn)入隱性誤動(dòng)狀態(tài)與隱性拒動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移率分別為λs、λD。

(4)在構(gòu)建可靠性模型時(shí)，假設(shè)模塊停運(yùn)之后的修復(fù)率為μ1且經(jīng)過修復(fù)之后可轉(zhuǎn)移到狀態(tài)1。

(5)RIC系統(tǒng)處于隱性故障時(shí)，如被定期檢修發(fā)現(xiàn)，可被修復(fù)轉(zhuǎn)移到正常運(yùn)行狀態(tài)；將對(duì)應(yīng)模塊由隱性拒動(dòng)和誤動(dòng)轉(zhuǎn)移到狀態(tài)1的轉(zhuǎn)移率分別設(shè)為μ2、μ3。

(6)RIC系統(tǒng)處于隱性故障時(shí)，可能被外界應(yīng)力觸發(fā)從而進(jìn)入狀態(tài)4。將對(duì)應(yīng)模塊從狀態(tài)2和狀態(tài)3被觸發(fā)時(shí)進(jìn)入停運(yùn)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移率分別設(shè)為設(shè)λe和λN。并且模塊處于隱性誤動(dòng)狀態(tài)時(shí)可能轉(zhuǎn)移為隱性拒動(dòng)狀態(tài)，狀態(tài)轉(zhuǎn)移率設(shè)為λP。

2.3 Markov狀態(tài)空間模型

根據(jù)圖2中子通量測(cè)量系統(tǒng)Markov狀態(tài)空間模型和Markov理論的無記憶性，可建立其狀態(tài)空間方程，即

式(1)中：P為中子通量測(cè)量系統(tǒng)在ti時(shí)刻的狀態(tài)分布；T為狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，其表達(dá)式為

轉(zhuǎn)移矩陣數(shù)據(jù)關(guān)系式為

此處只關(guān)心P的穩(wěn)態(tài)解，采用時(shí)間間隔數(shù)量趨于無窮時(shí)的平穩(wěn)狀態(tài)，即Markov過程將收斂于穩(wěn)態(tài)概率值，此時(shí)有

式(5)中：p1為對(duì)應(yīng)系統(tǒng)正常運(yùn)行的概率；p2為對(duì)應(yīng)系統(tǒng)隱性誤動(dòng)的概率；p3為對(duì)應(yīng)系統(tǒng)隱性拒動(dòng)的概率；p4為對(duì)應(yīng)系統(tǒng)停運(yùn)的概率。

在式(3)中，q12、q22、q33、q44是與系統(tǒng)狀態(tài)有關(guān)的指數(shù)分布，也是矩陣T的對(duì)角線元素，分別為

q11=-(λs+λD+λ) (6)

q22=-(λe+μ2+λD) (7)

q33=-(λN+μ3) (8)

q44=-μ1(9)

其狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣可改寫為

2.4 中子通量測(cè)量系統(tǒng)GO圖模型

GO法是一種系統(tǒng)概率分析技術(shù)[17]，它采用圖形演繹的方式，把系統(tǒng)原理圖、流程圖或工程圖直接按一定規(guī)則翻譯成GO圖[18]，如圖4所示。系統(tǒng)中的元件、部件或子系統(tǒng)統(tǒng)稱為操作符，系統(tǒng)中各模塊的邏輯關(guān)系在GO圖中也用操作符和信號(hào)的流向來表示。本文采用GO圖進(jìn)行可靠性分析的步驟如下：

圖4 中子通量測(cè)量系統(tǒng)GO圖Fig.4 GO of neutron flux measurement system

(1)分析中子通量測(cè)量系統(tǒng)的基本原理，清楚各模塊之間的邏輯結(jié)構(gòu)。

(2)剖析模塊功能及其輸入和輸出信號(hào)，明確它們之間的邏輯關(guān)系，從而確定對(duì)應(yīng)模塊的操作符，選擇使用的操作符為第1、5、10類操作符。

(3)以信號(hào)流的順序，根據(jù)系統(tǒng)邏輯的進(jìn)程，分別連接各操作符生成GO圖。

(4)按照第1、5、10類操作符的運(yùn)算規(guī)則，依照信號(hào)流向得到系統(tǒng)的輸出狀態(tài)和狀態(tài)概率。

本文方法的中子通量測(cè)量系統(tǒng)狀態(tài)相對(duì)復(fù)雜，對(duì)于多狀態(tài)系統(tǒng)[19]，用0，1，…，N等不同的數(shù)字來代表各操作符處于何種狀態(tài)，各個(gè)狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的概率為P(0),P(1),…，P(N)。其狀態(tài)概率計(jì)算公式為

P(1)+P(2)+…+P(N)=1 (11)

因?yàn)橐呀?jīng)通過建立Markov模型對(duì)各個(gè)模塊等劃分為了四個(gè)狀態(tài)，將狀態(tài)的分布看作模塊所處狀態(tài)的概率，所以用1、2、3、4四個(gè)狀態(tài)值來代表模塊所處不同的狀態(tài)，概率定義為P(1)、P(2)、P(3)、P(4)。狀態(tài)概率的計(jì)算公式可以表達(dá)為

P(1)+P(2)+P(3)+P(4)=1 (12)

中子通量測(cè)量子系統(tǒng)各模塊與GO圖中操作符的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表2所示。

表2 中子通量測(cè)量系統(tǒng)操作符

3 算例分析

通過建立中子通量測(cè)量系統(tǒng)的Markov狀態(tài)空間模型[20]，得到各模塊的狀態(tài)概率，通過對(duì)狀態(tài)劃分進(jìn)行分析，模塊處于隱性故障狀態(tài)時(shí)只要未觸發(fā)仍可正常工作，因此中子通量測(cè)量系統(tǒng)的可用度定義為

A=p1+p2+p3(13)

代入GO圖中進(jìn)行計(jì)算，從而可以得知整個(gè)系統(tǒng)處于各個(gè)狀態(tài)的概率。以信號(hào)采集模塊為例，結(jié)合預(yù)制堆芯中子通量測(cè)量子系統(tǒng)運(yùn)行情況，給出各參數(shù)取值如表3所示。

表3 信號(hào)采集模塊Markov狀態(tài)轉(zhuǎn)移空間圖參數(shù)

由圖3的Markov模型，根據(jù)式(9)生成狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，即

根據(jù)式(12)計(jì)算出中子通量采集模塊處于各狀態(tài)的概率為：q1=0.975 75,q2=0.017 98,q3=0.006 24,q4=0.000 03。同樣的，計(jì)算出其他模塊處于各個(gè)狀態(tài)的概率如表4所示。

表4 中子通量測(cè)量系統(tǒng)各模塊狀態(tài)概率

得到各個(gè)模塊在四個(gè)狀態(tài)下的概率分布之后，將其代入RIC系統(tǒng)的GO圖，并作為初始計(jì)算值計(jì)算得到中子通量監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的系統(tǒng)狀態(tài)概率，結(jié)果如表5所示。

表5 中子通量測(cè)量系統(tǒng)狀態(tài)概率分布及可用度

經(jīng)過計(jì)算可得預(yù)制中子通量測(cè)量子系統(tǒng)的可用度A=99.74%，且系統(tǒng)處于狀態(tài)4(停運(yùn))的概率為0.361%，可靠性較高。從表4中子通量測(cè)量子系統(tǒng)狀態(tài)概率分布來看，系統(tǒng)處于狀態(tài)2、狀態(tài)3的概率共為3.112%。但在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，因?yàn)闀?huì)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行定期檢修，減少其觸發(fā)隱性故障致使系統(tǒng)停運(yùn)的可能性；因?yàn)樽詸z系統(tǒng)存在可能無法察覺隱性故障而未統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)處于狀態(tài)2和狀態(tài)3的情況，再實(shí)際運(yùn)行中系統(tǒng)處于狀態(tài)1的概率要更高一些，也驗(yàn)證了本文方法的正確性。

4 結(jié)論

針對(duì)目前堆芯運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性要求日益苛刻的狀況，創(chuàng)新性地將Markov模型和GO圖進(jìn)行結(jié)合，對(duì)RIC系統(tǒng)進(jìn)行了可靠性方面的分析。首先利用Markov概念和隨機(jī)過程方法，通過將系統(tǒng)從完全正常到停止工作之間的多種工作狀態(tài)進(jìn)行了劃分，建立堆芯運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀的Markov多狀態(tài)可靠性分析模型，求出各個(gè)模塊不同狀態(tài)下的狀態(tài)概率；然后利用GO法，根據(jù)系統(tǒng)原理建立GO圖，進(jìn)行系統(tǒng)可用度的計(jì)算，預(yù)計(jì)結(jié)果表明中子通量測(cè)量子系統(tǒng)的可用度為99.74%，滿足系統(tǒng)可靠性的指標(biāo)和項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求?？煽啃越７治鰹镽IC系統(tǒng)提供了定性的依據(jù)，具有重要意義。

經(jīng)過分析和算例驗(yàn)證，中子通量測(cè)量子系統(tǒng)的可靠性較高，且使用本文方法可以求出中子通量測(cè)量系統(tǒng)處于各個(gè)狀態(tài)的概率，也方便現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員能夠更加直觀地觀察系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，而非僅為煩瑣且不甚準(zhǔn)確的估計(jì)，本文方法還可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)各模塊的薄弱環(huán)節(jié)，為今后系統(tǒng)的改進(jìn)和維護(hù)提供參考。