专设安全设施(ESF)在核电机组出现设计基准事故时担负了非常重要的作用,是核反应堆纵深防御原则中的重要一环。发生失水事故时,专设安全设施可紧急停闭反应堆,为反应堆提供冷源,排出堆芯余热,进而缓解事故的严重程度。其主要包括安全注入、安全壳喷淋和辅助给水系统,它们在核电机组正常运行时,始终为储备状态,因此当有不易被察觉的故障发生时,可能会引发核事故,后果十分严重。目前国内外学者对专设安全设施可靠性的定量分析非常少,在如何提高这些系统的可靠度方面也没有进行较为深入的研究。因此,对专设安全设施中各系统进行定量的可靠度计算,对各系统进行薄弱环节分析以及寿命预测,可以为核电机组专设安全设施的设备检修及其他系统类似的安全问题带来参考依据,对核电机组安全经济运行具有重要意义。本文针对国内某650MW核电机组专设安全设施中的安注系统进行了分析研究,具体内容和成果如下:(1)假定系统各设备寿命服从三参数威布尔分布,按设备功能、型号和生产厂家进行分类,结合现场实际的故障数据,分别运用灰色估计法(GME)、结合模拟退火算法的极大似然估计法(MLE-SA)、灰色-极大似然估计法(GM-MLE)和双线性回归估计法(DLSE)对各设备的威布尔分布进行参数估计,然后采用K-S法对结果进行拟合优度检验,完成正确性验证,证明各主要设备的寿命分布函数,确实服从威布尔分布,并比较各设备在各个估计方法下的相关系数,且计算相应的失效率,与实际工程报告中的设备平均故障率进行比较,找出各设备的一组最优拟合参数,得到最终寿命分布函数。(2)研究安注系统的工作原理、设备组成和运行流程,结合各设备的可靠度函数,利用可靠性框图法计算安注系统工作期间各阶段下各子系统的可靠度函数表达式,并对各子系统进行了寿命预测分析,计算各子系统运行18个月时的可靠度,并与现场实际运行情况进行比较,验证了本文所采用研究方法的正确性。结果表明,各子系统的预测结果均与国内某设计院的定性分析结论一致,即国内某650MW核电机组的燃料长循环论证合格,也验证了本文对设备可靠性模型和系统可靠性模型建立的正确性,并在此基础上进行了可靠性的定量预测,同时考虑了几点影响可靠性分析的因素。(3)在Qt Creator开发环境下编写了安注系统可靠性分析的C++程序,具体包括了GME、MLE-SA、GM-MLE和DLSE的算法、拟合优度的比较、K-S法拟合优度检验和各安注子系统运行一定时间内的可靠度计算。对此程序进行了算例测试,得到各主要设备的可靠度以及子系统的可靠度,与预定结果一致,验证了程序的正确性、实用性。