Fiabilité des vannes des centrales nucléaires : cadre de cycle de vie complet et revue de l’évolution vers la fusion physique-données

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

Les vannes sont les composants actifs les plus nombreux dans le système de "défense en profondeur" des centrales nucléaires (NPPs), et leur fiabilité est cruciale pour la sûreté nucléaire. L'expérience opérationnelle et de nombreuses études montrent que les vannes restent des maillons faibles clés, cependant, les revues académiques existantes se limitent souvent à un seul mécanisme de défaillance ou à la phase d’exploitation et maintenance (O&M). Pour combler ce manque de perspective systémique centrée sur ce composant clé, cet article construit un cadre de fiabilité couvrant tout le cycle de vie et passe en revue systématiquement l'état et les progrès de la recherche sur la fiabilité des vannes dans les centrales nucléaires sous quatre aspects interconnectés : (1) conception et optimisation axées sur la fiabilité ; (2) analyse des modes et mécanismes de défaillance clés ; (3) évaluation de la fiabilité et prédiction de la durée de vie ; (4) surveillance de l’état et exploitation-maintenance intelligente. Cet article vise à pallier les limites des revues antérieures qui se limitaient à des phases spécifiques, utilisant le cadre proposé de cycle de vie complet, analysant en profondeur un changement de paradigme profond dans le domaine de la recherche sur la fiabilité des vannes des centrales nucléaires — passant d’une analyse statique, isolée et dominée par la physique à une analyse dynamique, systématique et une fusion approfondie physique-données. Nous identifions quatre contradictions centrales freinant cette évolution : la contradiction entre petits échantillons et méthodes dépendantes des données, la contradiction entre mécanismes physiques complexes et modèles simplifiés, la contradiction entre systèmes électromécaniques et composants individuels, la contradiction entre la nature de "boîte noire" des modèles et les exigences d'explicabilité. Pour relever ces défis, nous proposons des perspectives prospectives en mettant l'accent sur l'approfondissement de la fusion physique-données, le couplage de la durée de vie résiduelle au niveau composant avec l’évaluation probabiliste des risques au niveau système, ainsi que l’exploration de solutions pour la fiabilité des modèles et la quantification de l’incertitude.

关键词

centrale nucléaire;vannes;fiabilité;cycle de vie complet;fusion physique-données

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