원자력 발전소 밸브의 신뢰성: 전수명 주기 프레임워크 및 물리-데이터 융합 방향으로의 리뷰

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

밸브는 원자력 발전소(NPP) ‘심층 방어’ 체계에서 가장 많은 능동 부품으로, 그 신뢰성은 원자력 안전에 매우 중요합니다. 운영 경험과 다수의 연구에 따르면 밸브는 여전히 핵심 취약 부위이며, 하지만 기존 학술 리뷰는 단일 고장 메커니즘 또는 운전 및 유지보수(O&M) 단계에 국한되는 경우가 많습니다. 이 중요한 부품을 중심으로 하는 체계적 시각의 부족을 보완하기 위해 본 논문은 전수명 주기 신뢰성 프레임워크를 구축하고, 원자력 발전소 밸브 신뢰성 연구의 현황과 진전을 네 가지 상호 연관된 측면에서 체계적으로 리뷰합니다: (1) 신뢰성 지향 설계 및 최적화; (2) 주요 고장 모드 및 메커니즘 분석; (3) 신뢰성 평가 및 수명 예측; (4) 상태 모니터링 및 스마트 운전 유지보수. 본 논문은 특정 단계에만 국한된 기존 리뷰의 한계를 극복하기 위해 제안된 전수명 주기 프레임워크를 활용하여, 원자력 발전소 밸브 신뢰성 연구 분야의 근본적 패러다임 전환—정적이고 고립된 물리 주도 분석에서 동적이고 체계적이며 깊이 있는 물리-데이터 융합으로의 전환을 심층 분석합니다. 이 진화를 제한하는 네 가지 핵심 모순을 발견했습니다: 소규모 샘플과 데이터 의존 방법 간의 모순, 복잡한 물리 메커니즘과 단순 모델 간의 모순, 기계전기 시스템과 단일 부품 간의 모순, 모델의 ‘블랙박스’ 특성과 설명 가능성 요구 간의 모순. 이러한 도전을 해결하기 위해 우리는 물리-데이터 융합 심화, 부품 수준 잔여 수명과 시스템 수준 확률 위험 평가 연계, 모델 신뢰도 및 불확실성 정량화 방안 모색에 중점을 둔 전망을 제안합니다.

关键词

원자력 발전소;밸브;신뢰성;전수명 주기;물리-데이터 융합

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