中国核电厂设备可靠性数据报告（2022版）

中国核电厂设备可靠性数据报告 （2022版） 国家核安全局二〇二二年十二月 前言 设备可靠性数据是核电厂开展概率安全分析（PSA）、维修规则（MR）、以可靠性为中心的维修（RCM）等安全评价和可靠性分析相关工作的重要基础，其准确性将直接影响PSA、MR和RCM等工作的质量。鉴于核电厂设备可靠性数据工作的重要性，国家核安全局委托生态环境部核与辐射安全中心建立了中国核电厂设备可靠性数据库平台，并负责各运行核电厂上报数据的处理及报告的编制。 为了指导国内运行核电厂开展设备可靠性数据采集工作，国家核安全局于2015年发布了《核电厂设备可靠性数据》，并于 2019年对其进行了适应性升版，同时将文件名修改为《核电厂设备可靠性数据采集指南》（以下简称“指南”）。 根据指南的要求，在上一版数据的基础上，以2007版《美国商用核电站设备和始发事件的行业平均水平》（NUREG/CR-6928）作为通用数据源，采用适当的数据处理方法进行了参数估计，对各核电厂新报送的数据进行了整合和处理，形成《中国核电厂设备可靠性数据报告（2022版）》（以下简称2022版报告）。2022版报告给出了我国运行核电厂商运至2021年底423个堆年的44 个常用设备类的可靠性数据统计结果，以及7个安全重要系统的列不可用数据统计结果。 本文件还与其他国家数据进行了分析对比，综合评价我国核 电厂重要设备类的可靠性水平，可供国内各有关单位在PSA、MR、RCM等安全评价和可靠性相关工作中参考使用。 本文件由国家核安全局负责解释。 国家核安全局2022年12月 目录 1设备可靠性数据7 1.1采集范围7 1.2数据处理原则11 1.3数据统计结果12 2安全重要设备（列）不可用度18 3数据对比分析20 3.1对比分析20 3.2小结23 1设备可靠性数据 1.1采集范围 本章对我国运行核电机组商运至2021年底（包括大亚湾核电厂1、2号机组，岭澳核电厂1、2、3、4号机组，秦山第一核电厂1号机组，秦山第二核电厂1、2、3、4号机组，方家山核电厂1、2号机组，田湾核电厂1、2、3、4号机组，宁德核电厂1、2、3、4号机组，阳江核电厂1、2、3、4、5、6号机组，红沿河核电厂1、2、3、4号机组，防城港核电厂1、2号机组，福清核电厂1、2、3、4号机组，昌江核电厂1、2号机组，三门核电厂1、2号机组，海阳核电厂1、2号机组和台山核电厂1、2号机组，共计45台机组423个堆年，详见图1）的44个常用设 备类的历史数据进行了统计（见表1.1）。通过统计各核电厂约7 万余个设备，得到各核电厂总的设备失效记录3276条。 图1各核电机组堆年数统计（截止2021年底） 表1.1设备可靠性数据统计表 序号 设备类 失效模式 失效次数 （次） 总的需求 次数（次） 运行时间（小时） 1 电动泵 FS:启动失效 75 394347 FR:运转失效 140 32967456.32 2 汽动泵 FS:启动失效 17 10789 FR:运转失效 3 72183.84 3 柴油机泵 FS:启动失效 0 429 FR:运转失效 0 137.00 4 电动阀 FO:拒开 184 634493 FC:拒关 162 634476 FA:运行中卡死 9 251268246.81 SA:误动作 7 352731873.91 5 气动阀 FO:拒开 102 316794 FC:拒关 39 316513 FA:运行中卡死 21 171331215.00 SA:误动作 63 172605376.31 6 电磁阀 FO:拒开 1 33300 FC:拒关 25 33300 FA:运行中卡死 4 22123015.00 SA:误动作 8 22480335.87 7 先导式安全阀 FO:拒开 6 13945 FC:拒关 3 13945 SA:误动作 1 17742795.48 8 弹簧加载式安全阀 FO:拒开 0 12530 FP:卡开 0 12530 SA:误动作 0 51012547.95 FL:过水卡开 0 0 9 逆止阀 FO:拒开 13 598332 FC:拒关 123 598328 FX：不能维持开(1) 0 603648.00 序号 设备类 失效模式 失效次数 （次） 总的需求 次数（次） 运行时间（小时） 10 手动阀 FO:拒开 23 72922 FC:拒关 57 72922 11 应急柴油发电机组 FS:启动失效 71 12703 FR:运转失效 25 17788.24 12 其它柴油发电机组 FS:启动失效 49 4064 FR:运转失效 18 3574.17 13 小汽轮发电机组 FS:启动失效 13 1693 FR:运转失效 4 2606.09 14 高压电路断路器 FO:拒开 1 9418 FC:拒关 2 10665 SA:误动作 2 16406439.07 15 中低压电路断路器 FO:拒开 14 521282 FC:拒关 100 576549 SA:误动作 48 596489062.32 16 停堆断路器 FO:拒开 5 47833 17 高压母线 FW:运行失效 0 4742248.00 18 中低压母线 FW:运行失效 13 160658483.83 19 蓄电池组 FW:运行失效 3 36815260.47 20 电池充电器 FW:运行失效 40 45114945.23 21 逆变电源 FW:运行失效 52 37827694.84 22 继电器 FW:运行失效 2 37448442.66 23 过滤器 GP:堵塞 146 97069799.05 24 旋转滤网(2) GP:堵塞 6 6611167.34 25 地坑滤网 GP:堵塞 0 0 26 孔板 GP:堵塞 0 136047074.94 27 板式热交换器 GP:堵塞 8 14266024.54 IL:内漏 16 17562539.19 EL:外漏 12 17562538.19 28 管式热交换器 GP:堵塞 1 27372849.71 IL:内漏 8 30546068.07 EL:外漏 11 30546068.07 序号 设备类 失效模式 失效次数 （次） 总的需求 次数（次） 运行时间（小时） 29 水箱 EP:外漏（承压） 2 34816129.33 EN:外漏（常压） 4 53684998.00 30 储气罐 FF:功能丧失 2 40239573.82 31 变压器 FW:运行失效 38 60732520.83 32 流量传感器/变送器 FW:运行失效 207 173248735.20 33 液位传感器/变送器 FW:运行失效 198 124746283.55 34 压力传感器/变送器 FW:运行失效 178 173446551.32 35 温度传感器/变送器 FW:运行失效 93 359053350.71 36 转速传感器/变送器 FW:运行失效 21 42953731.86 37 风机 FS:启动失效 29 240171 FR:运转失效 76 23367885.81 38 冷冻机组 FS:启动失效 181 32022 FR:运转失效 266 7732421.69 39 空气压缩机组 FS:启动失效 81 246225 FR:运转失效 98 3157003.86 40 空气干燥器 FF:功能丧失 40 7657326.18 41 控制棒及驱动机构 FF:功能丧失 4 22204 42 爆破阀 FO:拒开 0 26 43 非能动氢气复合器 FF:功能丧失 0 26229132.62 44 氢气点火器 FF:功能丧失 2 1452 注： （1）这里特指AP1000核电厂常开逆止阀不能保持开的失效模式。 （2）仅考虑真正发生堵塞的情形，删除之前部分运转失效但未造成堵塞的失效记录，失效次数较之前有一定变化。 1.2数据处理原则 本报告中设备可靠性数据的处理原则如下： （1）对于失效次数大于或等于5次的设备类，其可靠性参数按经典估计方法处理； （2）对于失效次数大于0次小于5次且NUREG/CR-6928中有对应数据的设备类，其可靠性参数按贝叶斯估计方法处理； （3）对于失效次数为0次且NUREG/CR-6928中有对应数据的设备类，其可靠性参数直接使用NUREG/CR-6928通用数据； （4）对于失效次数小于5次且NUREG/CR-6928中没有对应数据的设备类，其可靠性参数暂不进行估计，等失效次数积累足够多时再开展。 在本报告中，假定采用经典估计方法处理的参数的不确定性分布类型符合对数正态（Lognormal，简写为LN），采用贝叶斯更新的不确定性分布类型与NUREG/CR-6928中的类型保持一致。 1.3数据统计结果 根据1.1节中统计结果，并结合美国NUREG/CR-6928通用数据源，采用适当的参数估计方法进行可靠性估计，最终形成包括44个设备类不同失效模式共79个可靠性数据（见表1.2）。其中， 50个通过经典估计得到，16个通过贝叶斯方法处理得到，7个直接参考美国NUREG/CR-6928数据，6个暂不具备估计条件。 表1.2设备可靠性参数表 序号 设备类 失效模式 数据类型(1) 5%置信下限 均值 95%置信上限 误差因子(2) 分布类型及分布参数 数据来源(4) 分布类型(3) α/ξ β/m 1 电动泵 FS:启动失效 p 1.56E-04 1.90E-04 2.30E-04 1.22E+00 LN D FR:运转失效 λ 3.67E-06 4.25E-06 4.89E-06 1.15E+00 LN D 2 汽动泵 FS:启动失效 p 1.00E-03 1.58E-03 2.36E-03 1.53E+00 LN D FR:运转失效 λ 1.94E-05 5.42E-05 1.03E-04 2.30E+00 Gamma 4.30E+00 7.94E+04 B 3 柴油机泵 FS:启动失效 p 4.17E-07 3.88E-03 1.77E-02 2.06E+02 Beta 3.00E-01 7.73E+03 M FR:运转失效 λ 1.29E-06 1.57E-04 5.64E-04 2.09E+01 Gamma 5.80E-01 3.73E+03 M 4 电动阀 FO:拒开 p 2.56E-04 2.90E-04 3.28E-04 1.13E+00 LN D FC:拒关 p 2.23E-04 2.55E-04 2.91E-04 1.14E+00 LN D FA:运行中卡死 λ 1.87E-08 3.58E-08 6.25E-08 1.83E+00 LN D SA:误动作 λ 9.31E-09 1.98E-08 3.73E-08 2.00E+00 LN D 5 气动阀 FO:拒开 p 2.71E-04 3.22E-04 3.80E-04 1.18E+00 LN D FC:拒关 p 9.27E-05 1.23E-04 1.61E-04 1.32E+00 LN D FA:运行中卡死 λ 8.21E-08 1.23E-07 1.76E-07 1.47E+00 LN D SA:误动作 λ 2.93E-07 3.65E-07 4.50E-07 1.24E+00 LN D 6 电磁阀 FO:拒开 p 4.94E-06 4.35E-05 1.14E-04 4.81E+00 Beta 1.47E+00 3.38E+04 B FC:拒关 p 5.22E-04 7.51E-04 1.05E-03 1.42E+00 LN D FA:运行中卡死 λ 6.94E-08 1.93E-07 3.68E-07 2.30E+00 Gamma 4.30E+00 2.22E+07 B SA:误动作 λ 1.77E-07 3.56E-07 6.42E-07 1.90E+00 LN D 序号 设备类 失效模式 数据类型(1) 5%置信下限 均值 95%置信上限 误差因