[發明專利]鎳基合金應力腐蝕裂紋擴展速率預測方法

有效

• 申請號: 202110244540.4
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113111568B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 王鵬;梅金娜;薛飛;韓姚磊;遆文新;蔡振
• 申請（專利權）人: 蘇州熱工研究院有限公司;中國廣核集團有限公司;中國廣核電力股份有限公司
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G16C60/00;G16C10/00;G16C20/70;G06F111/08;G06F119/02;G06F119/14
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 吳芳

本發明公開了鎳基合金應力腐蝕裂紋擴展速率預測方法，包括輸入原始數據集、處理得到整合數據集、在XGBoost模型中設定超參數范圍、利用TPE算法對所示超參數范圍進行縮小并選擇一組參數組合、將所述參數組合代入所述XGBoost模型并計算預測結果、根據預測結果的精度選擇是否循環流程。本發明的鎳基合金應力腐蝕裂紋擴展速率預測方法快速高效、精確度高、避開局部最優解，為我國壓水堆核電站鎳基合金部件反應堆冷卻劑條件應力腐蝕裂紋擴展工程預測提供技術手段，保障核安全。

技術領域

本發明涉及核電站安全評估技術領域，尤其涉及鎳基合金應力腐蝕裂紋擴展速率預測方法。

背景技術

核島一回路設備長期處于高溫高壓水、應力及中子輻照等苛刻環境中，應力腐蝕開裂泄漏事故時有發生，已成為影響核電站長期安全運行的關鍵問題之一。在早期壓水堆核電廠一回路系統中，許多部位使用了鎳基合金及相關焊接材料，如蒸汽發生器傳熱管、反應堆壓力容器貫穿件結構、蒸汽穩壓器噴嘴等。但運行經驗表明，鎳基合金對一回路水具有應力腐蝕開裂(SCC，Stress?Corrosion?Cracking)敏感性，已發生多起核電站主回路SCC失效事故，導致核電站冷卻劑泄露，嚴重威脅到核電站的安全運行。由于該現象的普遍性、嚴重性以及由此而引發的安全性、經濟性問題，建立一種準確的應力腐蝕裂紋擴展速率預測模型顯得尤為重要。

目前，現有的鎳基合金應力腐蝕預測模型有滑移氧化模型、環境斷裂耦合模型模型、PMScott模型、MRP-55模型等，但應力腐蝕開裂眾多因素耦合作用結果，現有模型存在影響因素描述不全、普適性不足和準確度不高的問題。

發明內容

鑒于以上內容，本發明提供了鎳基合金應力腐蝕裂紋擴展速率預測方法，為我國壓水堆核電站鎳基合金部件反應堆冷卻劑條件應力腐蝕裂紋擴展工程預測提供技術手段，保障核安全。技術方案如下：

一方面，本發明提供了一種鎳基合金應力腐蝕裂紋擴展速率預測方法，包括以下步驟：

S101.輸入鎳基合金應力腐蝕裂紋擴展的原始數據集，所述原始數據集包含多組數據；

S102.對所述原始數據集進行初步處理得到整合數據集，將所述整合數據集輸入XGBoost模型中；

S103.在所述XGBoost模型中，設定模型參數的超參數范圍；

S104.利用TPE概率密度估計算法對所述超參數范圍進行修正；

S105.在所述修正后的超參數范圍中選擇一個參數組合，將所述參數組合輸入所述XGBoost模型中，利用所述參數組合對所述整合數據集進行擬合，得到模型預測結果；

S106.對所述模型預測結果的誤差進行評估，若所述誤差滿足精度要求，則輸出所述模型預測結果，否則利用TPE概率密度估計算法對所述超參數范圍繼續進行修正，并返回步驟S105。

進一步地，在步驟S105中，利用采樣函數計算所述參數組合的EI值。

進一步地，在步驟S105中，將具有最大EI值的參數組合輸入所述XGBoost模型中。

進一步地，步驟S102中，所述初步處理包括特征變換或/和歸一化處理。

進一步地，步驟S101中，所述多組數據包括材料基本信息、制造工藝、組織結構、服役環境、服役性能、其他信息和數據來源信息中的一種或多種。

進一步地，步驟S106中，所述利用TPE概率密度估計算法對所述超參數范圍繼續進行修正包括：對所述超參數采樣范圍進行修正。

進一步地，步驟S104中，隨機生成一個參數組合。

另一方面，本發明提供了一種鎳基合金應力腐蝕裂紋擴展速率預測方法，包括以下步驟：