[发明专利]一种用于DET与RELAP5程序动态耦合框架的核电厂事故建模方法

说明书

本发明公开了一种用于DET与RELAP5程序动态耦合框架的核电厂事故建模方法，步骤如下：根据影响事故进程的安全相关系统，确定最小功能单元；识别最小功能单元之间的相关性，确定DET仿真对象；根据DET仿真对象，构建离散动态事件树的DET仿真模型；通过解析RELAP5程序每个仿真步长的输出结果文件，识别DET仿真对象状态转移发生的DET分支时刻；根据DET仿真对象状态转移类型，更新并生成用于DET成功分支和失败分支RELAP5程序计算的再启动输入文件，并回溯执行RELAP5程序，直到所有分支都达到终节点。本发明具有的优点是可实现动态事件树方法自主的与确定论安全分析程序RELAP5程序耦合。

技术领域

本发明涉及一种核电厂安全分析领域，尤其涉及一种用于DET与RELAP5程序动态耦合框架的核电厂事故建模方法。

背景技术

传统的核电厂安全分析方法包括确定论安全分析方法和概率安全评价方法两种；其中确定论安全分析方法普遍采用RELAP5等软件；概率安全评价方法基于传统事件树/故障树方法。单一的确定论和概率论在分析核电厂事故动态特性方面存在局限性；因此，为了实现对核电厂复杂系统演化过程中的硬件/软件/流程/人类行为之间可能的复杂交互模型进行显式建模，进而发展了动态事件树方法。

目前，离散动态事件树(DDET)是动态事件树方法在实际工程应用中应用较为广泛的一种方法(以下除特殊说明，DDET简称DET)，DET方法根据其有效的分支规则生成一系列含时间动态变化的事件序列，具体通过确定分支条件的方式确定系统演化路径，即当条件满足时，就会导致复杂系统在不同分支路径上的演化，进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确定论安全分析方法进行仿真模拟，也即可开展确定论分析；通过DET与确定论分析软件的动态耦合，除了可以获得传统的确定论分析计算结果之外，还可获得计算分析结果的可能性也就是发生概率，进而为核电厂的设计、运行及管理提供风险指引型的决策支持信息。

采用上述DET与确定论分析软件的动态耦合的方法中，为了避免演化过程中事件状态转移概率获取困难和事件相关性问题，DET的建模层级一般为基本设备，为实现动态耦合，则RELAP5程序建模层级也需要是设备级；而现有的采用设备级的RELAP5程序存在如下问题：

(1)基于设备级的RELAP5模型非常复杂，并且需要详细的设备仿真数据；但是实际在核电厂设计和事故分析过程中不一定获得详细的设备相关数据，故数据搜集完整性和准确性方面存在较大不确定性；

(2)RELAP5程序模型复杂度高，由于建模误差导致的RELAP5程序事故仿真过程的计算稳定性将降低；

(3)设备级的DET建模的状态转移数量增多将导致DET分支状态成几何级数增长，与RELAP5程序动态耦合计算量增大，计算效率降低。

发明内容

为了解决上述问题，克服传统的核电厂单一的确定论安全分析和概率安全评价的不足，本发明提供了一种用于DET与RELAP5程序动态耦合框架的核电厂事故建模方法，该分析方法可实现动态事件树(Dynamic Event Tree，DET)方法自主的与确定论安全分析程序RELAP5/MOD4.0程序耦合，更加科学的获得核电厂事故工况下的动态特性，进而分析核电厂事故工况下系统、设备或人员随机失效对安全特性的影响，减少传统分析方法中的保守性，可为核电厂的设计、运行和管理提供决策支持，进而提高核电厂的安全性和经济性；并且该分析方法也适用于利用RELAP5程序的其他复杂系统的安全分析。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明与现有技术相比具有的优点是：一种用于DET与RELAP5动态耦合框架的核电厂相关安全系统建模方法，包括以下步骤：

S1、根据影响事故进程的安全相关系统，确定最小功能单元；

S2、识别最小功能单元之间的相关性，确定DET仿真对象；