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由于核电厂潜在的事故可能对环境、人类造成巨大的危害和影响，因此核电厂的安全性和可靠性分析已成为核能利用领域一个极其重要的研究课题。数字化控制系统（Digital Control System, DCS）在电厂运行的经济性、安全性和稳定性上优于传统的模拟控制系统，因此DCS在核电厂中得到越来越广泛的应用。控制系统对核电厂的安全性有重要的影响，所以必须对DCS对核电厂的安全性影响进行系统的评价和验证。目前核工业对如何进行数字化系统的可靠性分析还没有公认的方法,在概率安全分析（Probabilistic Safety Assessment，PSA）报告中多对数字化仪控系统进行简化，并采用传统的事件树和故障树进行分析，但是难以准确描述DCS的控制目的和功能，以及DCS多状态、动态交互的特性。论文在传统多层流模型（Multilevel Flow Models, MFM）建模方法的基础上，通过改进MFM，提出一种基于MFM的DCS可靠性分析方法。论文的研究工作如下：（1）首先分析DCS在核电厂中的应用现状，并结合DCS的特点对DCS可靠性和PSA分析的技术需求进行了归纳。（2）提出采用MFM进行DCS建模，根据对DCS可靠性分析的技术需求，对MFM建模方法进行了改进。（3）对基于MFM的DCS可靠性分析方法进行了详细研究，提出了将MFM展开生成多状态故障树方法，可以用于可靠性定性分析，用于识别导致系统不期望状态的故障组合；采用了基于BDD(binary decision diagram)的定量分析方法，用于计算系统不期望状态的故障概率，并给出了应用算例。（4）建立了压水堆核电厂包含控制功能的多层流模型，设计了核电厂DCS可靠性分析系统，以核电厂数字化给水控制系统为例，首先进行了FMEA分析，然后应用本文提出的方法进行了详细的可靠性分析。本论文的工作为基于多层流模型的核电厂DCS的可靠性分析奠定了基础，对具有DCS的核电厂的PSA分析有一定的参考意义。