系统可靠性设计与分析(二)序言:人的可靠……

讲师风采
孙惠中
讲师简介:
孙惠中,1937年9月生,江苏张家港市人。现为中国科学院空间科学与应用研究中心研究员、主任设计师、总体研究室主任、兼任中国运筹学会可靠性学会常务理事、中国现代设计法研究会可靠性学会理事、中国民主同盟北……
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系统可靠性表示系统在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。从整体上看系统能否完成预期的功能,有多个衡量指标。一般对于可修系统、机器设备常用可靠度、平均故障间隔时间(MTBF)、平均修复时间(MTTR)、可用度、有效寿命、和经济性等指标表示。对于不可修系统或产品常用可靠度、可靠寿命、故障率、平均寿命(MTTF)等指标表示。
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孙惠中:第三个问题就是关于人的可靠性,人的可靠性这里面我要多讲一下,作为一个具体的例子来理解,去掉硬件和软件之外,人的可靠性是非常非常的重要。 大家都清楚美国的三里岛核电站事故放射性事故,造成了全球的反核运动,当然这是前几年的事情。现在已经有新的进展,比如说核电站由于设计的错误,还有日本地震引起的海啸,把日本的核电站都泡了汤了,这个谁都没有想到,谁都没有建核电站的时候要模拟水怎么泡核电站,这个造价也太高了。 1973年的3月28日凌晨,位于美国哈里斯附近的三里岛核电站一个岛上面,二号反应堆的控制室里面红灯闪亮,警报齐鸣,制冷机停转,这时温度剧烈的上升,一场核电史上空前的灾难发生了,从此迎来了世界反核运动的起点,为什么现在有好多环保主义者坚决反对建核电站,包括台湾也有好多坚决反对建核电站,德国也有,其他国家也有。这个事情到底是怎么回事呢?我们下面来分析,我要重点的稍微细致的讲一下这个人为事故的问题。 当事故发生的时候,二号反应堆核电机组正以98%的功率在运行中间,为什么会造成这样的后果呢?我现在跟大家详细的描述一下,一个核电站简单的讲它由几部分组成,首先有一个反应堆,反应堆里面有一个工作的回路,第一回路是和核反应堆是连着的,它通过核反应的高温把那个热量经过工作给它带出来,带出来之后大量的热量把它通过换热器传给第二个回路,第二个回路它里面的水,第一个回路里面因为核反应堆交换热量,所以它是带放热性的,第二个回路它是通过和第一个回路交换,它来推动驱动机,它把水蒸气推动高压蒸汽推动气温机来发电。这个事故怎么发生的呢?我可以简单的给大家介绍一下,它是由于两个硬件事故,三个人为事故,三个人为失效,与人的因素失效结合在一起,发生的一个灾难性的事故。在这个之前我就先给大家打一个预防针,要人们认识不是什么时候都能发生灾难性事故的,也不是一个单一的故障就能发生灾难性事故,往往硬件的故障、再加上人为的故障,人为的故障促使硬件的故障越来越扩大,最后导致灾难性事件,也就是说要发生一个灾难性事故,就不是一个单一的故障形式。像我们三里岛的核电站事故里面,由五个故障结合在一起,互相影响、互相促进,才引来这个大的事故。到底它发生了什么事故,人为的因素跟硬件的因素是怎么促进的呢,我现在给大家详细的描述一下。 我们刚才说了核电站有一个反映安全车,车里面就是反应堆,反应堆外面有一个一回路,第一回路的热量通过热交感器交感给第二个回路。当核电站在运行的时候,第二个回路,也就是说推动气温机的回落,它的给水发生故障突然停止了,停止了以后第一回路里面由于没有补充,因为蒸汽去推动气能机,这个蒸汽是损失掉了,要不断的给他补充水,让它保证一定蒸汽的压力,来推动这个气能机,你把这个给水系统出故障不给水了,它当然温度也升高了,压力也就升高了。但是这个我说了像这种专业复杂的系统都有备份的,都有很好的安全措施的。给水系统发生鼓掌的时候,它的备用部就开始自动启动了,它是联动的自动启动,自动启动之后它里面的阀门坏了,水也放不上去,结果第二个回路有放热性的,它的蒸汽越来越少,温度越来越高,第二个回路的热量全部出去的话,通过不了水给带出去,第一个回路的压力也会增加,第一个回路的压力和水位温度增加到一定程度的时候,它有保险装置的,它这个反应堆就自动停止了,燃料棒不工作了,不工作了没关系,它里面还是高温高压,等到它一够热一够压的时候,它有个稳压器,这个稳压器是把顶部给抬起来了,它会升起来。升起来了之后,它的压力就会降低了。这个车发生故障了,结果这个稳压器使那个车体盖子弹起来了,弹起来之后它发生故障落不下去了,所以形成空隙,这个时候只要它降下去密封起来水就出不来了,这个时候水位就开始溢出来了,这个水就溢出来,溢到地坑里面去,这个地坑里面满了之后再打到滴水坑,这样不要忘记这个放热性反应堆里面,这个冷却水是带放热性的,因为它在地坑他本来不用出来的,一出来由于稳压器盖子下不去,有了缝隙,所以这个水出来了。所以第一个带有放热性的水溢出来。这个时候本来反应堆里的压力温度升高的时候,紧接着要给一个给水系统,紧接着注入水,可是第一个错误就是这个操作员,由于高温高压,温度过高,压力过大,要注水,注水的系统他关掉了,这是他第一个错误,第一个人为的错误他把这个关掉了。关掉了之后刚才说的这个事故就发生了。关掉之后压力不断增加,由于稳压器故障,有了缝隙了。 接着再讲操作员的第二个错误,他发现一回路,一直没有给水,所以它的温度压力非常高,甚至烧的管子已经变形,通红了,咱们讲一个简单的例子,一个锅由于里面没有放水也没有放油,干烧了,烧的已经烧红了,这个时候他不知道哪儿来的想法,他把第二个回路,二回路的进水阀门打开了,打开之后人们由一个凉水去浇那个烧红了的锅一样,马上就发生炸裂

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