[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

本發明公開了一種用于DET與RELAP5程序動態耦合框架的核電廠事故建模方法，步驟如下：根據影響事故進程的安全相關系統，確定最小功能單元；識別最小功能單元之間的相關性，確定DET仿真對象；根據DET仿真對象，構建離散動態事件樹的DET仿真模型；通過解析RELAP5程序每個仿真步長的輸出結果文件，識別DET仿真對象狀態轉移發生的DET分支時刻；根據DET仿真對象狀態轉移類型，更新并生成用于DET成功分支和失敗分支RELAP5程序計算的再啟動輸入文件，并回溯執行RELAP5程序，直到所有分支都達到終節點。本發明具有的優點是可實現動態事件樹方法自主的與確定論安全分析程序RELAP5程序耦合。

技術領域

本發明涉及一種核電廠安全分析領域，尤其涉及一種用于DET與RELAP5程序動態耦合框架的核電廠事故建模方法。

背景技術

傳統的核電廠安全分析方法包括確定論安全分析方法和概率安全評價方法兩種；其中確定論安全分析方法普遍采用RELAP5等軟件；概率安全評價方法基于傳統事件樹/故障樹方法。單一的確定論和概率論在分析核電廠事故動態特性方面存在局限性；因此，為了實現對核電廠復雜系統演化過程中的硬件/軟件/流程/人類行為之間可能的復雜交互模型進行顯式建模，進而發展了動態事件樹方法。

目前，離散動態事件樹(DDET)是動態事件樹方法在實際工程應用中應用較為廣泛的一種方法(以下除特殊說明，DDET簡稱DET)，DET方法根據其有效的分支規則生成一系列含時間動態變化的事件序列，具體通過確定分支條件的方式確定系統演化路徑，即當條件滿足時，就會導致復雜系統在不同分支路徑上的演化，進而得到一系列事件序列集用以生成DET模型；DET模型生成后，所有由分支表示的事件序列都可以利用確定論安全分析方法進行仿真模擬，也即可開展確定論分析；通過DET與確定論分析軟件的動態耦合，除了可以獲得傳統的確定論分析計算結果之外，還可獲得計算分析結果的可能性也就是發生概率，進而為核電廠的設計、運行及管理提供風險指引型的決策支持信息。

采用上述DET與確定論分析軟件的動態耦合的方法中，為了避免演化過程中事件狀態轉移概率獲取困難和事件相關性問題，DET的建模層級一般為基本設備，為實現動態耦合，則RELAP5程序建模層級也需要是設備級；而現有的采用設備級的RELAP5程序存在如下問題：

(1)基于設備級的RELAP5模型非常復雜，并且需要詳細的設備仿真數據；但是實際在核電廠設計和事故分析過程中不一定獲得詳細的設備相關數據，故數據搜集完整性和準確性方面存在較大不確定性；

(2)RELAP5程序模型復雜度高，由于建模誤差導致的RELAP5程序事故仿真過程的計算穩定性將降低；

(3)設備級的DET建模的狀態轉移數量增多將導致DET分支狀態成幾何級數增長，與RELAP5程序動態耦合計算量增大，計算效率降低。

發明內容

為了解決上述問題，克服傳統的核電廠單一的確定論安全分析和概率安全評價的不足，本發明提供了一種用于DET與RELAP5程序動態耦合框架的核電廠事故建模方法，該分析方法可實現動態事件樹(Dynamic Event Tree，DET)方法自主的與確定論安全分析程序RELAP5/MOD4.0程序耦合，更加科學的獲得核電廠事故工況下的動態特性，進而分析核電廠事故工況下系統、設備或人員隨機失效對安全特性的影響，減少傳統分析方法中的保守性，可為核電廠的設計、運行和管理提供決策支持，進而提高核電廠的安全性和經濟性；并且該分析方法也適用于利用RELAP5程序的其他復雜系統的安全分析。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明與現有技術相比具有的優點是：一種用于DET與RELAP5動態耦合框架的核電廠相關安全系統建模方法，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；