[发明专利]核电厂大破口事故不确定性分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及核电厂确定论安全分析领域，更具体地涉及一种核电厂大破口事故不确定性分析方法。

背景技术

目前，常用的核电厂大破口事故不确定性分析方法包括法国阿海珐公司的DRM(Deterministic Realistic Method)方法以及美国西屋公司的CQD(code quantification document)方法和ASTRUM(Automated Statistical Treat-merit of Uncertainty Method)方法。

其中，CQD方法遵循美国CSAU方法大纲，其包括14个步骤(即步骤a至步骤n)，具体如下：

(a)指定事故序列

比如指定为大破口事故序列；

(b)选择核电厂类型

选择特定的核电厂类型；

(c)现象的识别和排序

识别出前述事故序列(如大破口事故序列)和特定核电厂的关键的物理现象，并根据对事故验收准则的影响程度将物理现象进行排序，该步骤的主要工作手段是PIRT(Phenomena Identification and Ranking Table)；

(d)选择固化版本的程序

选择一个预期能模拟前述事故序列和特定核电厂的系统计算程序，确定该版本的程序之后，该程序在后续流程中都不会改变；

(e)提供完整的程序相关文件

提供完整的程序相关文件，其中描述了试验验证、模型不确定性、用户效应等内容；

(f)确定程序的适用性

在对程序的模型和关系式进行广泛的评价后，确定程序是否适用于前述事故序列和特定核电厂；

(g)建立评价矩阵

建立试验评价矩阵，包括单项试验和整体试验；

(h)定义核电厂的计算模型的节点

先定义试验装置的计算模型的节点，确认该节点可以得到有效的结果，从而最终定义出合适的核电厂的程序计算模型的节点；

(i)确定程序和试验的准确性

利用单项试验和整体试验，评估程序计算结果和试验结果之间的偏差；

(j)确定比例化效应

对于同一物理现象，程序对于小比例试验装置和全比例核电厂的模拟结果可能存在偏差；

(k)确定反应堆输入参数和状态

反应堆的输入参数和状态可能存在不确定性，确定其中哪些输入参数采用名义值、哪些采用极限值、哪些在后续的不确定性中进行处理；

(l)敏感性计算

对步骤(c)的PIRT中确定的具有重要影响度的不确定性参数和步骤(k)中确定的需要后续不确定性处理的参数，采用系统计算程序进行敏感性计算，其中敏感性计算对不确定性参数采用分组的方法，分为四组：电厂参数、初始运行条件(功率和流体两小类)、事故边界条件以及模型参数；

(m)加上偏差和不确定性

加上步骤(i)、(j)、(k)中得到的偏差和不确定性；

(n)确定总的输出不确定性

用响应面方法对步骤(l)的结果进行处理，构建不确定性参数的响应面；然后采用蒙特卡洛抽样方法，用大量的抽样结果来形成包壳峰值温度的整体不确定性分布，得到PCT的容许限值。

而ASTRUM方法是CQD的继承和发展，其所包括的步骤(a)～(j)与CQD方法一致，只是对(k)、(l)、(m)、(n)这四个步骤进行了改进。具体的，CQD方法进行响应面构建，然后用蒙特卡洛抽样方法得到整体不确定性分布；而ASTRUM方法直接对输入参数随机抽样，对输出结果采用Wilks公式直接计算容许限值，更加高效的评估整体不确定性；ASTRUM方法在处理不确定性时，不存在来自重叠修正的附加不确定性，从而消除了过度的保守，有实例表明ASTRUM预测的95％置信度下95％概率的PCT在相同条件下比CQD方法减少约150℉；CQD方法可以考虑的不确定性输入参数的数量是有限的，而ASTRUM方法基于非参数统计，不用限制不确定性输入参数的数量，因而对CQD中保守考虑的某些因素(如破口尺寸、燃耗等)也进行抽样计算，从而会得到更多裕量。