重水堆核電廠人因可靠性分析.pdf

1、核電廠是一個(gè)復(fù)雜社會(huì)一技術(shù)系統(tǒng),包括技術(shù)設(shè)備、人和組織及環(huán)境三大元素以及它們的子系統(tǒng)。安全是核電廠存在和發(fā)展的基礎(chǔ)。核電廠一旦發(fā)生事故,不但造成重大的人員和經(jīng)濟(jì)損失,同時(shí)會(huì)產(chǎn)生超出自身范圍的巨大社會(huì)負(fù)面影響。
　　安全分析對(duì)核電廠運(yùn)行安全至關(guān)重要。據(jù)此,概率安全評(píng)價(jià)(Probabilisfic Safety Assessment,PSA)被提出和不斷發(fā)展。它用基于事故場(chǎng)景的方法和思路分析研究核電廠系統(tǒng),通過運(yùn)用多種安全性分析技術(shù),

2、鑒別其可能的后果,計(jì)算出各種危險(xiǎn)因素導(dǎo)致事故發(fā)生的概率,達(dá)到安全分析的目的。在PSA中,人因可靠性分析(HumanReliability Analysis,HRA)是事故序列和在總風(fēng)險(xiǎn)中人與系統(tǒng)的交互作用對(duì)風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)重要性的關(guān)鍵所在,它影響著事故序列的進(jìn)程,對(duì)核電廠的安全風(fēng)險(xiǎn)具有顯著的影響。
　　重水堆核電廠結(jié)構(gòu)復(fù)雜,專設(shè)安全設(shè)備多,采用半數(shù)字化人機(jī)界面(human-system interface,HMI)。傳統(tǒng)的HRA方法已經(jīng)不

3、適合于對(duì)其界面的人因可靠性進(jìn)行評(píng)價(jià)。開發(fā)適合于實(shí)際電廠運(yùn)行狀況的重水堆核電廠的HRA方法已經(jīng)成為我國重水堆PSA研究的重點(diǎn)。本文提出適合于重水堆半數(shù)字化界面的PABI+THERP人因可靠性分析模型。完成的主要工作如下:
　　1)研究了人機(jī)界面發(fā)展對(duì)HRA的影響,討論了重水堆HMI的主要特點(diǎn)。人機(jī)界面發(fā)展及其對(duì)HRA的影響研究為進(jìn)一步研究基于界面改變的重水堆半數(shù)字化主控制室(main control room,MCR)中FIRA的研

4、究提供基礎(chǔ)。
　　2)研究了如何在核電廠復(fù)雜系統(tǒng)中考慮人員行為以及需要考慮哪些人員行為。論文研究確定了HRA分析的重點(diǎn)并且對(duì)在PSA模型中考慮事故后人員行為進(jìn)行了分析。研究得出了影響HRA的主要因素,并以此為基礎(chǔ)建立HRA模型。HRA模型由操縱員診斷和操縱兩部分構(gòu)成,其行為進(jìn)程受到行為形成因子(performance shaping factor,PSF)的影響。該部分研究工作是重水堆HRA模型建立的重要的基礎(chǔ)理論性工作。

5、　　3)論文通過全尺寸重水堆模擬機(jī)上的實(shí)驗(yàn),研究重水堆事故后人員行為的主要特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)首先研究了事故后重水堆核電廠的操縱員的診斷策略,并根據(jù)操縱員診斷過程的認(rèn)知復(fù)雜度對(duì)操縱員的診斷任務(wù)進(jìn)行編碼。在參考核電廠全尺寸模擬機(jī)上進(jìn)行三個(gè)班組的操縱員模擬HTS(heat transport system)泄漏事故處理,觀察和記錄操縱員在事故后所執(zhí)行的主要任務(wù),并對(duì)相似任務(wù)進(jìn)行分組,執(zhí)行診斷任務(wù)的時(shí)間使用分析軟件對(duì)模擬機(jī)錄像分析得出。
　　4)

6、研究提出了事故后診斷的PABI模型。為了克服以往的HRA方法在重水堆半數(shù)字化控制室中應(yīng)用的缺點(diǎn),研究提出了一種新的HRA診斷模型:PABI模型。PABI模型一方面考慮時(shí)間對(duì)于診斷的影響,另一方面,考慮了半數(shù)字化控制室中人員認(rèn)知行為過程。PABI在研究半數(shù)字化MCR中操縱員診斷任務(wù)的主要特點(diǎn)基礎(chǔ)上,利用隱馬爾可夫的條件轉(zhuǎn)移原理,把操縱員的診斷任務(wù)分解成既是連續(xù)的同時(shí)又是離散的任務(wù)流程,同時(shí)考慮診斷流程過程中所涉及的人機(jī)界面和人因影響因素。

7、研究以HTS泄露事件為例,在實(shí)驗(yàn)分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,得到了該事故不考慮恢復(fù)情況下整個(gè)診斷過程的失誤率和考慮界面恢復(fù)的失誤率,得到整個(gè)診斷任務(wù)的7種不同行為分組的失誤率,并通過事件樹方法計(jì)算得出HTS泄漏事件診斷的人因失誤率。
　　5)論文對(duì)重水堆HRA進(jìn)行了模型集成研究。集成模型研究了重水堆半數(shù)字化MCR中操縱員可能的操縱失誤模式,改進(jìn)了原THERP中失誤分類定義,研究了PABI+THERP HRA模型的影響因素,分析假設(shè)和時(shí)間接口