[發明專利]一種用于DET與RELAP5程序動態耦合框架的核電廠事故建模方法

有效

• 申請號: 202110270617.5
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN112784447B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 王賀;孫大彬;陳浩尹;李磊;夏庚磊;王新越
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 北京東正專利代理事務所(普通合伙) 11312
• 代理人: 劉瑜冬

1.一種用于DET與RELAP5程序動態耦合框架的核電廠事故建模方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、根據影響事故進程的安全相關系統，確定最小功能單元；

S2、識別最小功能單元之間的相關性，確定DET仿真對象；

S3、根據DET仿真對象，構建離散動態事件樹的DET仿真模型；其具體過程為：①識別最小功能單元的相關性，確定獨立的最小功能單元；②給出觸發條件，確定最小功能單元滿足觸發條件的狀態轉移過程及失效模式；③依據最小功能單元的失效模式，確定最小功能單元的轉移概率；④若最小功能單元獨立，則利用RELAP5程序對每個最小功能單元進行獨立的功能建模,若最小功能單元不獨立，在RELAP5程序模型中按下列公式修改非獨立的最小功能單元的控制邏輯：CC3 CC2 and CC1，其中：

CC1為控制最小功能單元FM1仿真對象狀態轉移的判斷邏輯；

CC2為RELAP5中初始控制最小功能單元FM2仿真對象狀態轉移的判斷邏輯；

CC3表達了FM1和FM2之間相關性的FM2仿真對象在DET與RELAP5程序耦合框架中的狀態轉移實際控制邏輯；CC3的含義是當CC1為真時，CC3和CC2的邏輯才一致，否則一直處于初始狀態；⑤以最小功能單元為仿真對象，按照DET與RELAP5程序耦合仿真中的方法設定需求型TRIP變量和運行型TRIP變量，利用DET與RELAP5耦合框架模擬最小功能單元的狀態轉移過程；

S4、根據DET仿真對象，確定RELAP5程序的仿真時間和仿真時間步長，并運行RELAP5程序；這里所確定DET仿真對象為核電廠始發事故的分析對象，按照確定論分析方法編程模擬核電廠事故的初始RELAP5程序輸入卡文件，所述輸入卡文件包括初始RELAP5輸入文件Root.i和初始再啟動計算文件R₀.i；其中“Root”代表符合RELAP5程序要求的任意文件名，“R₀”代表文件名，“.i”代表文件類型；

S5、根據RELAP5程序輸出仿真時間步長的結果文件，解析結果文件獲取DET仿真對象狀態轉移控制TRIP變量變化的時間信息；

S6、識別DET仿真對象狀態轉移發生的DET分支時刻，并依據DET仿真模型的分支規則獲取RELAP5程序回溯再啟動的RELAP5再啟動號；這里識別DET仿真對象狀態轉移發生的DET分支時刻的具體方法如下：第①步：根據步驟S5獲得DET仿真對象狀態轉移控制TRIP變量變化的時間信息；第②步：判斷仿真時間步長是否存在分支；若不存在分支，則更新RELAP5初始的再啟動文件R₀.i中的仿真時間，RELAP5程序輸入卡中時間控制卡的仿真時間為結束時仿真時間與RELAP5程序的仿真步長之和，然后以初始再啟動計算文件R₀.i和結果文件Root.r為輸入，再次運行RELAP5程序；第③步：若存在分支，則通過解析結果文件獲得DET仿真對象狀態轉移TRIP觸發最小時間，然后根據DET仿真模型的分支規則獲得與其RELAP5回溯再啟動信息塊編號對應的RELAP5重啟號；這里的DET回溯再啟動號識別方法如下：第(1)步：根據DET分支時刻獲取的TRIP觸發時間集合，識別其中最小觸發時間TRIPTime_min以及TRIPTime_min對應TRIP號，比較并選擇TRIPTime_min對應的TRIP號中最小TRIPNum_min的DET仿真對象狀態轉移進行分支；第(2)步：判斷TRIPTime_min對應的DET仿真對象是否為單次狀態轉移類型，若是則執行第(4)步；否則執行第(3)步；第(3)步：本仿真步長DET仿真對象可能發生多次狀態轉移，解析Root.o文件中所有的Restart信息塊信息，比較獲得其中本步長DET分支仿真對象最小的狀態轉移時刻，并賦值給TRIPTime_min，然后執行第(4)步；第(4)步：將TRIPTime_min替換{TRIPT1，TRIPT2，…,TRIPTN}中對應的元素，然后執行第(5)步；第(5)步：計算DET回溯再啟動信息塊編號BloNum，所述BloNum是利用下述公式計算：

Δt＝CpuTime_max×ResFre

其中：

BloNum：根據DET仿真對象狀態轉移的最小TRIP觸發時間TRIPTime_min計算的RELAP5回溯再啟動信息塊編號；

CpuTime_max：RELAP5程序輸入卡中時間控制卡中的CPU最大仿真步長時間；

INT[]：取整函數；

ResFre：RELAP5程序輸入卡中時間控制卡的再啟動頻率；

TRIPTime_min：當前RELAP5仿真步長計算結果中DET仿真對象狀態轉移最小TRIP觸發時間；

△t：RELAP5程序輸入卡中時間控制卡中兩個再啟動信息塊的時間間隔；

S7、確定DET仿真對象狀態轉移類型，更新RELAP5程序計算的再啟動輸入文件，并生成用于DET成功分支和失敗分支的RELAP5程序計算的再啟動輸入文件；這里的RELAP5再啟動文件的更新方法是在每個RELAP5仿真步長結束，需要按照以下兩類情況更新再啟動文件：①DET分支不存在DET仿真對象狀態轉移，此時RELAP5再啟動文件更新方法如下：第1步：將當前節點RELAP5再啟動文件中103卡第1位的再啟動號更新為本次仿真步長仿真結果*.o文件中最后一個再啟動編號ResNumLast；第2步：將當前節點RELAP5再啟動文件中201的時間控制卡第1位的仿真結束時間SimTime按下列公式更新；

SimTime＝SimTime+ΔT

其中：SimTime：RELAP5程序輸入卡中時間控制卡的仿真時間，即當前節點結束時的仿真時間；△T：每次RELAP5程序的仿真步長；②DET分支存在DET仿真對象狀態轉移，此時RELAP5再啟動文件更新方法如下：第1步：將當前節點RELAP5再啟動文件*.i中103卡第1位的再啟動號更新為ResNum；第2步：將當前節點RELAP5再啟動文件*.i中的201的時間控制卡第1位的仿真結束時間SimTime按下述公式進行更新：

其中：INT[]：取整函數；TRIPTime_min：當前RELAP5仿真步長計算結果中DET仿真對象狀態轉移最小TRIP觸發時間；△t：RELAP5程序輸入卡中時間控制卡中兩個再啟動信息塊的時間間隔；△T：每次RELAP5程序的仿真步長；第3步：分類更新DET仿真對象狀態轉移控制TRIP信息；

S8、依據DET分支時刻確定RELAP5程序回溯再啟動時間，并以生成的DET成功分支和DET失敗分支的RELAP5程序計算的再啟動輸入文件，及仿真時間步長RELAP5計算結果文件為輸入，分別回溯執行RELAP5程序，以完成DET成功分支和DET失敗分支的下一個仿真時間步長的模擬；

S9、循環步驟S4-S8的過程，一直到仿真時間達到用戶指定的仿真任務時間，DET與RELAP5程序的動態耦合結束。

2.根據權利要求1所述的用于DET與RELAP5程序動態耦合框架的核電廠事故建模方法，其特征在于，在步驟S4中，所述RELAP5初始再啟動計算文件R₀.i文件包括①RELAP5程序再啟動103卡；②RELAP5程序時間步長控制201卡；③RELAP5程序的TRIP卡；其中TRIP卡包括所有與DET仿真對象狀態轉移相關的TRIP卡，且每個TRIP卡號前面增加有一個“*”標識符。