As válvulas são os componentes ativos mais numerosos no sistema de "defesa em profundidade" das usinas nucleares (NPPs), e sua confiabilidade é crucial para a segurança nuclear. A experiência operacional e numerosos estudos indicam que as válvulas ainda são um ponto fraco chave, contudo, as revisões acadêmicas existentes frequentemente se limitam a um único mecanismo de falha ou à fase de operação e manutenção (O&M). Para suprir essa lacuna na perspectiva sistêmica centrada nesse componente crítico, este artigo constrói uma estrutura de confiabilidade de ciclo de vida completo, revisando sistematicamente o estado e o progresso da pesquisa sobre a confiabilidade das válvulas em usinas nucleares sob quatro aspectos inter-relacionados: (1) projeto e otimização voltados para confiabilidade; (2) análise dos modos e mecanismos de falhas-chave; (3) avaliação de confiabilidade e previsão de vida útil; (4) monitoramento de condição e operação e manutenção inteligente. Este artigo trata das limitações das revisões anteriores que se restringiam a fases específicas, utilizando a proposta estrutura de ciclo de vida completa, analisando profundamente a mudança de paradigma fundamental no campo da pesquisa da confiabilidade das válvulas em usinas nucleares — de uma análise estática, isolada e dominada pela física, para uma análise dinâmica, sistemática e de fusão profunda física-dados. Identificamos quatro contradições centrais que restringem essa evolução: a contradição entre pequenas amostras e métodos dependentes de dados, a contradição entre mecanismos físicos complexos e modelos simplificados, a contradição entre sistemas eletromecânicos e componentes únicos, e a contradição entre a característica de “caixa preta” dos modelos e as demandas por explicabilidade. Para enfrentar esses desafios, apresentamos perspectivas futuras focadas em aprofundar a fusão física-dados, acoplar a vida residual dos componentes com a avaliação probabilística de riscos ao nível do sistema, e explorar soluções para a confiabilidade dos modelos e quantificação de incertezas.
关键词
usina nuclear;válvulas;confiabilidade;ciclo de vida completo;fusão física-dados