《核电厂常规岛与辅助配套设施可靠性数据管理导则》

ICS

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NB

中华人民共和国能源行业标准

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核电厂常规岛与辅助配套设施可靠性数据

管理导则

Guidelineforreliabilitydatamanagementofconventionalislandandbalanceofplant

atnuclearpowerplant

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（征求意见稿）

本稿完成日期：2012-9-7

-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

国家能源局发布

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I

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核电厂常规岛与辅助配套设施可靠性数据管理导则

1范围

本导则规定了核电厂常规岛与辅助配套设施可靠性数据管理的技术内容，适用于核电厂的设备可靠

性数据的统计与分析。

2规范性引用文件

下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注的日期的版本适用于本

标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T2900.13-2008电工术语可靠性与服务质量

DL/T861-2004电力可靠性基本名词术语

NB/T20135-2012核电厂可靠性数据交换通用导则

3术语与定义

DL/T861-2004、GB/T2900.13-2008界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

常规岛conventionalisland(CI)

核电厂汽轮发电机组、配套设施及所在厂房的总称。

3.2

辅助配套设施balanceofplant(BOP)

核电厂配套设施及所在建（构）筑物的总称。

3.3

可靠性reliability

元件或系统在给定的条件下和给定的时间区间内能完成要求的功能的能力。

3.4

可用性availability

在所要求的外部资源得到提供的情况下，元件或系统在给定的条件下，在给定的时刻或时间区间内

处于能完成要求的功能的状态的能力。

3.5

1

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故障fault

元件或系统不能完成要求的功能的状态。

3.6

维修maintenance

为保持或恢复设备处于能完成要求的功能的状态而进行的所有技术和管理活动的组合，包括监督活

动。

4可靠性数据类型及其来源

4.1可靠性数据类型

可靠性数据类型如下：

a)设备基础数据：包括设备类的综合描述、主要功能、运行类型、设备边界及边界描述、设备的

故障模式、设备是否故障的判断标准等；

b)设备运行数据：

包括机组和系统运行状态变化、对设备和系统需求、隔离情况等；

c)设备维修数据：

包括设备预防性和纠正性维修、部件更换等相关数据；

d)设备故障数据：

包括系统故障或降级的判定，事件描述及分类，事件分析（故障模式）等；

e)设备定期试验数据

f)设备改造数据

收集设备改造数据了解设备的基本数据(如结构特性等)是否发生改变。设备改造数据没有直

接相对应的可靠性参数，但在计算设备的可靠性参数时，要考虑设备的改造情况。

4.2可靠性数据来源

收集可靠性数据，一般有两种途径：

一是做可靠性试验；

二是从实际使用的现场去收集(也可以将其视为现场数据)。

一般对于国内核电厂而言，常规岛与辅助配套设施可靠性数据源包括但不局限于如下数据源：

a)经验反馈报告；

b)操作员日志；

c)值长日志；

d)定期试验报告；

e)大修计划；

f)机组发电计划；

g)电厂生产信息系统；

h)维修记录、维修报告；

i)设备改造数据；

j)设备故障数据，事件单、事件报告；

2

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5可靠性数据采集与处理

5.1可靠性数据采集原则

可靠性数据采集参照如下原则：

a)采集的设备类：电厂生产关键或其他特定设备类都需要进行特定数据采集；设备类指的是具有

相似的工艺性能、相似的功能和相似的运行条件的一组设备；

b)采集的样本设备个数：每一设备类所含的样本设备应符合设备类的定义并且有足够多的、足以

采集到有代表性的可靠性数据的设备组合构成，除特指某系统外，样本设备应尽可能来自多

个系统，而且其所需的数据是可采集到的；

c)采集的时间范围：尽可能包含从设备投运到采集这一时间段，但需避开设备早期故障时段；

d)采集的数据中不包含人因故障所造成的设备故障；

e)采集的数据中不包括设备边界以外的支持系统故障所造成的设备故障。

5.2采集人员资质

电厂宜有专门的组织机构负责可靠性数据的采集，负责可靠性数据采集的人员一般满足如下要求：

a)需熟悉核电厂的系统和设备，并了解可靠性的基本概念；

b)能够对设备故障数据进行识别和判断，并确定故障模式；

c)需具备从不同数据源获取数据的权限和能力。

5.3可靠性数据采集基本步骤

可靠性数据采集的基本步骤如下：

a)确定设备类及边界定义；

b)确定设备类的样本设备；

c)确定设备类运行状态、需求状态；

d)确定设备类的故障模式；

e)确定数据源；

f)采集和统计运行时间、运行故障次数、需求次数、需求故障次数、规定可用时间、不可用时间

等，并得出这些量各自的累计值（对同一设备类累计）。

5.4可靠性数据的采集

a)运行数据的采集

设备运行数据包括设备每次启动和停止的时间，设备每次启动后持续运行时间；

b)需求数据的采集

设备需求数据包括设备状态变换的时间、状态变换模式、各状态变换次数；

c)维修数据的采集

设备维修数据包括设备维修开始和结束时间、维修时长；

d)试验数据的采集

设备试验数据包括试验周期、试验过程中设备的需求和运行情况；

e)改造数据的采集

如果设备在采集时间段内进行过改造，则将设备的改造情况采集下来；

f)故障数据的采集

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设备类或设备的故障判断标准需与电厂运行、检修人员讨论确定。故障数据的统计形式以及故障模

式分类参考NB/T20135-2012核电厂可靠性数据交换通用导则。

5.5可靠性数据的处理原则

可靠性数据的处理原则如下：

a)对于大多数与世界上核电厂、火电厂相同的设备类，以已有同类型电站的设备的数据为先验

数据，进行贝叶斯估计，得到的可靠性参数供核电厂常规岛与辅助配套设施可靠性管理使用；

b)对于少量跟电厂环境相关或者与其他电厂设计不同的设备，其可靠性数据直接从该厂采集：

1）对于采集到的故障次数较多的设备类，其可靠性参数使用经典估计结果；

2）对于采集到的故障次数较少的设备类，其可靠性参数使用无信息先验分布贝叶斯估计结

果。

5.6可靠性参数估计方法

附录A给出了可靠性参数估计的一般方法。

6可靠性数据管理与应用

6.1可靠性数据库开发

核电厂宜以数据库的形式开展常规岛与辅助配套设施可靠性数据管理工作。构建核电厂设备可靠性

数据库（至少包含可靠性数据采集和分析平台）；

6.1.1数据库字段描述

在核电厂设备可靠性数据库中，核电厂常规岛与辅助配套设施可靠性数据应包括设备基本参数，设

备运行、维修和试验数据，设备故障数据，以及数据的分析和总结等：

a)设备基本参数

1）出厂记录：设备型号，编码，厂商名称，同类设备总数，图纸编号，出厂日期，安全级别

等；

2）性能参数：设备属性，边界，规格，额定参数，性能，结构，功能应用，材料，介质等。

b)运行记录

1）运行参数：运行模式，运行指标，开始使用时间，运行时间，退出使用时间，更换次数等；

2）环境参数：使用过程参数，环境参数，维修管理费用，备件情况等；

3）维修记录：维修时间，操作规程，维修人员，维修环境，维修费用，备件情况等；

4）试验记录：试验时间，试验规程，试验指标，试验人员，试验环境条件等；

5）异常运行事件记录。

c)故障记录

1）故障描述：事件描述，故障模式，故障机理，发现故障的时间，故障修复后重新投运的时

间，维修时间，检测方法等；

2）故障总结：故障后果分析（包括对系统运行，机组运行等的影响），维修措施，经验教训

等。

d)数据总结

1）数据分析：运行故障率，需求故障率，平均故障间隔时间，平均故障维修时间，试验或维

修不可用度；

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2）一般性参数：收集数据的时间，地点，电站，机组号，系统，报告书的类别，收集人员姓

名等。

6.2可靠性数据建立与维护

定期将采集的常规岛与辅助配套设施可靠性数据录入该数据库。

6.3可靠性数据的应用

应用可靠性数据从多方面支持电站的可靠性管理，包括但不限于：

a)识别电站相似设备和备用部件；

b)识别高故障率故障模式，便于维修分析和采取纠正行动；

c)在设计修改时，部件可靠性数据有助于选择供应商和设备；

d)根据故障率和定期更换历史数据优化备件存储；

e)安排预防性和预测性维修活动；

f)优化定期试验频率；

g)为电站可用性研究提供支持；

h)为设备维修需求的确定提供数据支持；

i)为电站概率风险评价提供故障和运行时间数据；

j)为设备老化研究提供信息。

5

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AA

附录A

（资料性附录）

可靠性参数估计方法

A.1可靠性参数

可靠性参数包括但不限于：运行故障率、需求故障概率、平均故障间隔时间、平均故障维修时间、

试验不可用度、维修不可用度。

A.1.1平均故障间隔时间

可修设备在使用过程中发生了次故障，每次故障修复后又重新投入使用，测得其每次工作持续

N0

时间为t,t,,t。其平均无故障间隔时间为：

12N0

1N0T

TBFti

N0i1N0

式中：

T——设备或系统总的工作时间。

A.1.2设备平均故障维修时间

可修设备在使用过程中发生了N0次故障，每次故障修复后又重新投入使用，测得其每次工作持续

时间为t,t,,t。其平均无故障间隔时间为：

12N0

设备在规定的时间内故障维修所需时间的总和（h）

设备在规定时间内因故障维修次数的总和（次）

式中：

T——产品总的工作时间。

A.1.3不可用度

不可用度U是某设备类在规定的应当可用的时间内因维修或离线试验造成不可用的概率。

设备因维修或离线试验造成不可用的时间（h）

U

设备规定的应该可用时间（h）

A.1.4运行故障率

A.1.4.1经典估计方法

运行故障率（λ）是某一设备在运行过程中单位时间内出现的故障次数。

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设备的累计运行故障次数N（次）

该设备的累计运行时间T（h）

A.1.4.2贝叶斯估计方法

贝叶斯估计方法如下：

A.1.4.2.1有同类型的设备

运行故障率目前见到的通用数据源中大多假设为对数正态分布，少量为Gamma分布。

a)Gamma先验分布

假设运行故障率的先验分布为Gamma(，)分布。的贝叶斯估计值如下：

N

BayesT

N

方差Var

(T)2

2(2N2)

/2

Bayes,L2(T)

2(2N2)

1/2

Bayes,U2(T)

式中：

、——Gamma先验分布中的参数。

b)对数正态分布作为先验分布

对于先验分布为对数正态分布时，可先将对数正态分布转换为Gamma分布。求得Gamma分布参

数、，按上述步骤求得运行故障率。

A.1.4.2.2无同类型设备

N1/2

T

Bayes区间估计为:

22

0.05,2N10.95,2N1

Bayes,LBayes,U

2T,2T

式中：

N——设备处于运行期间的累计运行故障次数。

T——设备处于运行期间的累计运行小时数。

以上针对所有的运行故障模式，当对运行故障模式进行更详细的划分时，则可计算出各个细化

的运行故障模式的故障率，如泄漏，破裂等。

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A.1.5需求故障概率

A.1.5.1经典估计方法

需求故障概率（P）是要求设备改变状态时，设备拒绝改变状态的概率：

设备状态变换时累计故障次数N（次）

PF

设备状态变换的总次数（次）

ND

A.1.5.2贝叶斯估计方法

贝叶斯估计方法如下：

A.1.5.2.1有同类型的设备

a)Beta先验分布

需求故障概率通常选为Beta分布。

Nds

PBayes

Ns

(N)(NN)

方差Var(Pdssds

Bayes)2

(Ns)(Ns1)

(Nds)

PBayes,L

(Nds)(NsNds)F0.95(2Ns2Nds2,2Nds2)

(Nds)

PBayes,U

(Nds)(NsNds)/F0.95(2Nds2,2Ns2Nds2)

式中：

，——beta先验分布中的参数；

——累计需求故障次数；

Nds

——累计需求次数。

Ns

b)对数正态分布作为先验分布

一般核电厂的设备的需求故障概率服从对数正态分布。

设备需求故障率服从对数正态分布。若以通用数据中服从对数正态分布的需求故障率为先验分

布，可将对数正态分布转换为Beta分布，然后按上述步骤求出后验分布。

A.1.5.2.2无同类型设备

当没有合适的通用数据作为先验数据时，选无信息先验分布。选取基于Jeffreys的无信息先验分布

，而后验分布亦为，其估计结果为：

Beta(1/2,1/2)Beta(Nds1/2,Ns-Nds1/2)

Nds1/2

PBayes

Ns1/21/2