故障数据库在核动力装置定期安全审查中的应用.pdf
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第 ３７卷 第 ８期 兵 器 装 备 工 程 学 报 ２０１６年 ８
月
收稿日期：２０１６－０２－０８；修回日期：２０１６－０３－１５
作者简介：叶博书，男，硕士研究生，助理工程师，主要从事核动力控制与运行研究。
【信息科学与控制工程】 ｄｏｉ：１０．１１８０９／ｓｃｂｇｘｂ２０１６．０８．０２６
故障数据库在核动力装置定期
安全审查中的应用
叶博书，陆古兵，张龙飞，朱利文，王 飞
（海军工程大学，武汉 ４３００３３）
摘要：对目前已发生的核动力装置部分典型故障进行分析总结，归纳出征兆参数，然后利用这些征兆参数在监测模
拟机上进行随机运行模拟，并构建相应的数据库。利用 ＳＰＳＳ软件对该数据库进行故障频度分析，根据分析的结果
研究其应用于定期安全审查的价值。
关键词：典型故障；征兆参数；数据库；ＳＰＳＳ软件；定期安全审查
本文引用格式：叶博书，陆古兵，张龙飞，等．故障数据库在核动力装置定期安全审查中的应用［Ｊ］．兵器装备工程学
报，
２０１６（８）：１１３－１１７．
Ｃｉｔａｔｉｏｎｆｏｒｍａｔ：ＹＥＢｏｓｈｕ，ＬＵＧｕｂｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＬｏｎｇｆｅｉ，ｅｔａｌ．ＳｔｕｄｙｏｎＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＦａｕｌｔＤａｔａｂａｓｅｉｎＮｕｃｌｅａｒＰｏｗ
ｅｒＰｌａｎｔｉｎＰＳＲ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＯｒｄｎａｎｃｅＥｑｕｉｐｍｅｎｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１６（８）：１１３－１１７．
中图分类号：ＴＬ７７ 文献标识码：Ａ 文章编号：２０９６－２３０４（２０１６）０８－０１１３－０５
ＳｔｕｄｙｏｎＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＦａｕｌｔＤａｔａｂａｓｅｉｎＮｕｃｌｅａｒＰｏｗｅｒＰｌａｎｔｉｎＰＳＲ
ＹＥＢｏｓｈｕ，ＬＵＧｕｂｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＬｏｎｇｆｅｉ，ＺＨＵＬｉｗｅｎ，ＷＡＮＧＦｅｉ
（ＮａｖａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ４３００３３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｔｙｐｉｃａｌｆａｕｌｔｏｃｃｕｒｒｅｄｉｎｎｕｃｌｅａｒｐｏｗｅｒｐｌａｎｔｐａｒｔ，ａｎｄｉｎｄｕｃｅｄｓｉｇｎｓｏｆ
ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｕｓｅｄ ｔｈｅｓｅｓｙｍｐｔｏｍ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍａｃｈｉｎｅ ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｕｎｓａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｄａｔａｂａｓｅ．Ｔｈｅｆｉｎａｌｆａｉｌｕｒｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅ
ｄａｔａｂａｓｅｗａｓｐｒｏｃｅｓｓｅｄｂｙｕｓｉｎｇＳＰＳＳｓｏｆｔｗａｒｅａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｐｅｒｉｏｄｉｃｓａｆｅｔｙｒｅｖｉｅｗｖａｌｕｅｗａｓ
ｄｉｓｃｕｓｓｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｙｐｉｃａｌｆａｕｌｔ；ｓｙｍｐｔｏｍｐａｒａｍｅｔｅｒｓ；ｄａｔａｂａｓｅ；ＳＰＳＳｓｏｆｔｗａｒｅ；ＰＳＲ
定期安全审查（ＰＳＲ）是国际原子能机构（ＩＡＥＡ）近年推
广的一种新的核电厂安全审查方式，它通过在规定的时间间
隔对核电厂的安全性进行系统评价，以应对老化、修改、运行
经验等方面的积累效应，确保核电厂在寿命期内具有较高安
全水平。核动力装置在运行过程中需要监测的参数复杂而
多变，监测这些参数的系统随着核动力装置的运行将会产生
大量的运行数据，这些数据包括了现场采集的原始数据、系
统组态的初始化数据，即各种指标参数、各种故障数据、中间
结果数据以及诊断结果数据等
［１］
，面对如此量大而复杂多变
的数据，现场的操纵员在处理时将很困难，同时浪费人力、财
力，而且效率不高。近几十年来，随着计算机技术的迅速 发
展而出现的数据库技术也突飞猛进，并且在各行各业得到了
广泛的应用。本文主要是建立数据库将核动力装置模拟运
行中产生的故障数据进行管理，同时利用
ＳＰＳＳ软件对记录
的故障数据进行分析，然后探讨故障数据库在定期安全审查
中的应用价值。
１ 核动力装置故障数据库的设计研究
１．１ 功能需求分析
充分利用计算机技术对数据进行管理和处理在当下及
未来是一种发展趋势，尤其是数据库技术日渐成熟，使数据
的管理和处理也逐步走向信息化。伴随着计算机大容量硬
盘的出现，数据库系统应用于大量数据的管理逐渐深入各行
各业，其发展与应用大致经历了层次系统和网状系统时期、
关系数据库系统时期、实时数据库系统时期这 ３个时期。层
次系统和网状系统时期的代表为美国 ＢＩＭ公司推出层次模
型的
ＩＭＳ数 据 库 系 统 以 及 美 国 ＣＯＤＡＳＹＬ数 据 库 任 务 组
（
ＤＢＴＧ）发表关于网状模型的 ＤＢＴＧ报告；关系数据库系统
时期的代表为微软公司推出的 Ａｃｃｅｓｓ数据库就属于关系型
数据库；实时数据库系统时期的代表为中国国家电力公司自
动化研究院于 １９９２年开发的 ＮＳＩＳ石油化工生产实时数据
库产品、中国大庆金桥信息技术工程有限公司于 １９９３年开
发的 ＣｏｎＴＲＤＢ实时数据产品
［１，２］
。
将数据库技术应用于核动力装置故障诊断方面，行业界
已有许多学者进行了研究，如哈尔滨工程大学的陈宏霞利用
数据库开发了核动力装置故障诊断系统，建立了核动力装置
运行过程中的数据管理及数据库相关子系统
［１］
；哈尔滨工程
大学的史伊龙将主动数据库技术应用于核动力装置控制系
统规则库方法的研究，指出主动数据库技术是实现控制规则
库的一个比较好的途径，主动机制是主动数据库的一个重要
功能
［３］
；还有任鑫等人探讨了动态数据库在船用核动力装置
ＤＰＳＡ中的应用
［４］
，这些研究充分体现了数据库技术在核动
力装置运行、监测、故障诊断等多方面具有重要的作用。
本研究建立的故障数据库是通过监测系统与数据库的
连接实现数据实时存储，满足以下几点功能：
１）数据库中的数据是核动力装置运行过程中监测参数
出现故障时的数据及历史数据，它可以为故障诊断提供辅助
依据；
２）数据库中的数据可以通过数据库的读取功能在各监
测模块中共享，便于操纵员及时判断故障类型，从容应对故
障处置；
３）核动力装置是一个复杂而庞大的系统，所监测的参
数复杂多变，同时产生的数据量庞大，该数据库可以实现历
史数据的调用及新数据的存储；
４）故障数据库可以形成一定的数据处理周期，为定期
安全审查中设备的检查评价数据提供参考依据。
为了更好地实现监测参数与对应的名称进行实时存储，
本文采用微软公司推出的
Ａｃｃｅｓｓ数据库对核动力装置模拟
故障运行过程中产生的故障数据进行存储、管理。
１．２ 核动力装置故障数据库关系结构建立及数据存储
核动力装置故障数据库的建立主要是通过图 １所示实
现的。
图 １ 故障数据库参数间的关系结构
本文主要利用 ＩｎＴｏｕｃｈ状态监测软件参考反应堆冷却剂
系统、化学和容积控制系统、设备冷却水系统、余热排出系统
的部分典型故障，通过对这些典型故障的分析，提取故障征
兆参数
［３］
，并在 ＩｎＴｏｕｃｈ上进行模拟应用，同时利用图 １所示
的关系结构，对获取的故障征兆参数在 Ａｃｃｅｓｓ数据库中进行
存储，以供后续分析，在对数据库表关系进行设计时，考虑到
核动力装置参数的庞大性，因此针对监测的参数采用一一对
应关系建立数 据 库，这 样 可以 针 对特 定 的参 数 进行 历 史查
询，同时在数据库中增加各自存储的时间、日期可以确定故
障发生的对应时间段，按照参数监测的对应名称及一一对应
关系建立数据库表关系如图
２所示。
图 ２ 故障数据库表结构关系
在 ＩｎＴｏｕｃｈ上进行故障参数的模拟运行，需要对已发生
的典型故障进行总结及分析，这里引用哈尔滨工程大学朱荣
旭所研究的结果
［５］
选取某部分进行模拟应用，选取的部分典
型故障详情如表 １所示。
通过表
１的典型故障情况查询文献及调研研究各自参
数的运行范围，再在 ＩｎＴｏｕｃｈ上建立逻辑关系进行故障模拟，
同时连接数据库实现数据存储，通过查阅文献及相关专业资
料中涉 及 的 部 分 故 障 参 数 的 运 行 范 围
［６－１２］
列 表，如 表 ２
所示。
４１１
兵 器 装 备 工 程 学 报 ｈｔｔｐ：／／ｓｃｂｇ．ｑｋｓ．ｃｑｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ／
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