موثوقية صمامات محطات الطاقة النووية: إطار دورة حياة كاملة واستعراض لتطور الاندماج بين الفيزياء والبيانات

Zhuo-Cheng Sun ,  

Tong An ,  

Zhao-Le Qian ,  

Fang-Na Xiang ,  

Zhang-Yong Jin ,  

An-Qi Guan ,  

Zhi-Jiang Jin ,  

Jin-Yuan Qian ,  

摘要

الصمامات هي أكثر المكونات الفعالة عددًا في نظام "الدفاع العميق" لمحطات الطاقة النووية (NPPs)، وموثوقيتها مهمة للغاية للسلامة النووية. تشير التجارب التشغيلية والكثير من الأبحاث إلى أن الصمامات لا تزال نقطة الضعف الرئيسية، ومع ذلك فإن الاستعراضات الأكاديمية الحالية غالبا ما تقتصر على آلية فشل واحدة أو مرحلة التشغيل والصيانة (O&M). لسد هذه الثغرة في الرؤية المنهجية التي تركز على هذا المكون الحاسم، تبني هذه الورقة إطارًا شاملًا للموثوقية على مدى دورة الحياة، وتستعرض نظاميًا حاضر وتقدم أبحاث موثوقية صمامات محطات الطاقة النووية من أربعة جوانب مترابطة: (1) التصميم والتحسين الموجه للموثوقية؛ (2) تحليل أنماط وآليات الفشل الأساسية؛ (3) تقييم الموثوقية وتوقع العمر الافتراضي؛ (4) المراقبة الحالة والتشغيل والصيانة الذكية. تعالج هذه الورقة القصور في الاستعراضات السابقة التي اقتصرت على مراحل محددة، باستخدام الإطار الكامل لدورة الحياة، وتحلل بعمق التحول الجذري في مجال أبحاث موثوقية صمامات محطات الطاقة النووية — من تحليل ثابت، معزول، وتقوده الفيزياء، إلى تحليل ديناميكي، منظم، واندماجي عميق بين الفيزياء والبيانات. نكشف عن أربع تناقضات مركزية تعيق هذا التطور: التناقض بين العينة الصغيرة والأساليب المعتمدة على البيانات، التناقض بين الآليات الفيزيائية المعقدة والنماذج المبسطة، التناقض بين الأنظمة الكهروميكانيكية والمكونات الفردية، والتناقض بين خصائص "الصندوق الأسود" للنماذج ومتطلبات التفسير. للتعامل مع هذه التحديات، نقدم آفاقًا مستقبلية تركز على تعميق الاندماج بين الفيزياء والبيانات، وربط عمر المكون المتبقي بمستوى النظام مع تقييم المخاطر الاحتمالية، واستكشاف حلول لموثوقية النماذج وقياس عدم اليقين.

关键词

محطة الطاقة النووية;الصمامات;الموثوقية;دورة الحياة الكاملة;اندماج الفيزياء والبيانات

阅读全文