一種用于核電廠嚴(yán)重事故診斷及響應(yīng)支持的方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及核電廠的嚴(yán)重事故管理導(dǎo)則（SAMG)實(shí)施及核電廠應(yīng)急輔助決策領(lǐng)域， 特別涉及一種用于核電廠嚴(yán)重事故診斷及響應(yīng)支持的方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 核電廠的嚴(yán)重事故管理導(dǎo)則（Sever Accident Management Guidelines, SAMG)是 在嚴(yán)重事故下用于主控室和技術(shù)支持中心的可執(zhí)行文件，是較為完整的，一體化的針對(duì)嚴(yán) 重事故處理的指導(dǎo)性管理文件。SAMG是在核電廠現(xiàn)有系統(tǒng)和設(shè)備的基礎(chǔ)上，總結(jié)得出的一 套針對(duì)核電廠可能發(fā)生的嚴(yán)重事故的對(duì)策集，是在管理對(duì)嚴(yán)重事故緩解能力的一個(gè)重大改 進(jìn)，但是，由于在核電廠發(fā)生嚴(yán)重事故時(shí)，監(jiān)測(cè)儀表出現(xiàn)損壞，或監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，對(duì)嚴(yán)重 事故的診斷和模擬會(huì)產(chǎn)生重要的影響，故可能會(huì)影響對(duì)嚴(yán)重事故的后果評(píng)價(jià)以及對(duì)策產(chǎn)生 不良的影響。
[0003] 在現(xiàn)有的技術(shù)中，也出現(xiàn)了一些對(duì)嚴(yán)重事故進(jìn)行評(píng)估、預(yù)測(cè)的系統(tǒng)，大致包括如下 的幾種系統(tǒng)： I)、SESAME系統(tǒng)：SESAME系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)程序，根據(jù)反應(yīng)堆實(shí)時(shí)狀態(tài)快速分析和預(yù)測(cè) 源項(xiàng)，為后續(xù)事故后果評(píng)價(jià)提供更為準(zhǔn)確、現(xiàn)實(shí)的源項(xiàng)，但事故診斷部分需要依賴專(zhuān)家人為 判斷，不能實(shí)現(xiàn)程序的自動(dòng)診斷功能，且計(jì)算模型老舊、簡(jiǎn)單。
[0004] 2)、RODOS系統(tǒng)：可以對(duì)應(yīng)急時(shí)緩解釋放的放射性物質(zhì)在環(huán)境中產(chǎn)生的輻射情景 進(jìn)行診斷或預(yù)測(cè)，其涉及大氣擴(kuò)散、沉降計(jì)算和輻射劑量計(jì)算，同時(shí)對(duì)應(yīng)急干預(yù)措施的后果 進(jìn)行分析，可以計(jì)算分析受應(yīng)急干預(yù)措施影響的區(qū)域面積和人數(shù)、可避免的輻射劑量、應(yīng)急 干預(yù)措施的經(jīng)濟(jì)代價(jià)等。該系統(tǒng)涉及事故情況下輻射情景的預(yù)測(cè)，但未包括核電廠內(nèi)嚴(yán)重 事故的過(guò)程和干預(yù)等場(chǎng)內(nèi)應(yīng)急的部分內(nèi)容。
[0005] 3)、SPEEDI系統(tǒng)：可以發(fā)生事故時(shí)根據(jù)收集數(shù)據(jù)、通報(bào)的事故報(bào)告、考慮地形、氣 候的情況，預(yù)測(cè)放射性物質(zhì)在大球中的濃度及被輻照量。其結(jié)果向國(guó)家、地方的應(yīng)急管理部 門(mén)提供，作為應(yīng)急對(duì)策的重要信息來(lái)源，其主要功能與RODOS系統(tǒng)相似。
[0006] 4)、ERSS系統(tǒng)：在核電站發(fā)生事故時(shí)，根據(jù)業(yè)主發(fā)送的信息，監(jiān)視核電站的狀態(tài)， 基于專(zhuān)業(yè)的知識(shí)，判斷設(shè)施的狀態(tài)，并對(duì)其后的事故演變過(guò)程進(jìn)行預(yù)測(cè)。
[0007] 但是，現(xiàn)有的這幾種嚴(yán)重事故診斷分析系統(tǒng)均存在一些不足之處，具體地： SESAME系統(tǒng)事故模型較老舊、簡(jiǎn)單，考慮的事故工況太少，且始發(fā)事件的診斷需依賴人 為判斷； RODOS系統(tǒng)涉及的是嚴(yán)重事故情況下輻射情景的預(yù)測(cè)和后果評(píng)價(jià)，但未包括電廠內(nèi)嚴(yán) 重事故的過(guò)程和干預(yù)等場(chǎng)內(nèi)應(yīng)急的部分內(nèi)容； SPEEDI系統(tǒng)類(lèi)似RODOS系統(tǒng)，缺乏電廠內(nèi)嚴(yán)重事故監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)及分析等功能； ERSS系統(tǒng)數(shù)據(jù)來(lái)源單一，一旦關(guān)鍵儀表參數(shù)不可用，則系統(tǒng)能發(fā)揮的作用非常有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供用于核電廠嚴(yán)重事故診斷及響應(yīng)支持的方 法及系統(tǒng)，可以在嚴(yán)重事故環(huán)境下，仍可穩(wěn)定測(cè)量并實(shí)時(shí)反饋機(jī)組重要參數(shù)，實(shí)現(xiàn)嚴(yán)重事故 進(jìn)程和應(yīng)急狀態(tài)的模擬，可根據(jù)嚴(yán)重事故環(huán)境實(shí)際監(jiān)測(cè)狀態(tài)修正嚴(yán)重事故預(yù)測(cè)的發(fā)展趨 勢(shì)，并推斷實(shí)施各種可能的干預(yù)手段的可行性及預(yù)期效果，為在合適時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)應(yīng)對(duì)措施 和應(yīng)急計(jì)劃，最大限度降低事故風(fēng)險(xiǎn)提供保障。
[0009] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種用于核電廠嚴(yán)重事故診斷及響應(yīng)支 持的方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟一、當(dāng)監(jiān)測(cè)到核電廠機(jī)組運(yùn)行從穩(wěn)態(tài)工況進(jìn)入瞬態(tài)工況時(shí)，根據(jù)可用儀表的監(jiān)測(cè) 數(shù)據(jù)，進(jìn)行嚴(yán)重事故始發(fā)事件診斷，診斷出核電廠發(fā)生的始發(fā)事件、一回路破口尺寸，所述 始發(fā)事件至少包括冷卻劑喪失事故、蒸汽發(fā)生器傳熱管破裂事故； 步驟二、根據(jù)所診斷出的始發(fā)事件、破口尺寸和電廠初始狀態(tài)信息初始化嚴(yán)重事故一 體化MAAP程序，進(jìn)行事故模擬； 步驟三、實(shí)時(shí)跟蹤進(jìn)入嚴(yán)重事故前的核電廠的關(guān)鍵參數(shù)，利用MAP程序模擬出預(yù)定關(guān) 鍵參數(shù)的模擬值，將所述預(yù)定關(guān)鍵參數(shù)的模擬值與相應(yīng)監(jiān)測(cè)儀表獲得的實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較， 驗(yàn)證所述診斷出的破口尺寸是否準(zhǔn)確，并獲得驗(yàn)證后的破口尺寸； 步驟四、當(dāng)核電廠進(jìn)入嚴(yán)重事故后，根據(jù)所述驗(yàn)證后的破口尺寸利用MAP程序?qū)κ鹿?進(jìn)程進(jìn)行模擬預(yù)測(cè)，對(duì)嚴(yán)重事故進(jìn)程的各關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)作為特征量進(jìn)行跟蹤，以關(guān)鍵時(shí)間 節(jié)點(diǎn)的MAP模擬值與嚴(yán)重事故專(zhuān)用儀表的實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較驗(yàn)證，獲得嚴(yán)重事故進(jìn)程模 擬結(jié)果； 步驟五、以所述嚴(yán)重事故模擬結(jié)果作為輸入，在電子化嚴(yán)重事故管理導(dǎo)則SAMG中獲得 對(duì)應(yīng)的嚴(yán)重事故對(duì)策。
[0010] 其中，所述步驟一進(jìn)一步包括： 對(duì)采集到的一段時(shí)間內(nèi)核電廠的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行平穩(wěn)性檢測(cè)，獲得核電廠從穩(wěn)態(tài)工況進(jìn) 入瞬變工況的初始時(shí)間； 結(jié)合每類(lèi)工況選定的特征數(shù)據(jù)，對(duì)核電廠的瞬變數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理提取出故障診斷所 需的特征值，將所述所有特征值導(dǎo)入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊，計(jì)算獲得各個(gè)始發(fā)事件發(fā)生的概率 值，選取概率值排名前三的始發(fā)事件的結(jié)果信息； 根據(jù)流入或流出一回路系統(tǒng)液體的質(zhì)量和破口臨界流速，結(jié)合質(zhì)能平衡原理計(jì)算出一 回路破口尺寸，或者通過(guò)儀表實(shí)測(cè)的安全殼壓力曲線與預(yù)先計(jì)算好的不同破口譜的安全殼 壓力曲線進(jìn)行對(duì)比估算出一回路破口尺寸。
[0011] 其中，所述步驟三進(jìn)一步包括： 獲得進(jìn)入嚴(yán)重事故前的監(jiān)測(cè)儀表所監(jiān)測(cè)到的核電廠的關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)測(cè)值，所述關(guān)鍵參 數(shù)至少包括一回路壓力、穩(wěn)壓器水位、安全殼壓力； 將所述MAP程序經(jīng)模擬獲得的所述關(guān)鍵參數(shù)的模擬值與所述實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較； 如果所述關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)測(cè)值與模擬值不吻合，則對(duì)輸入所述MAP程序的破口尺寸進(jìn) 行調(diào)整，重新進(jìn)行模擬，直至所述關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)測(cè)值與模擬值相吻合，則將當(dāng)前的破口尺寸 作為驗(yàn)證后的破口尺寸。
[0012] 其中，所述步驟四進(jìn)一步包括： 通過(guò)MAP程序計(jì)算出無(wú)人為干預(yù)情況下的嚴(yán)重事故進(jìn)程，將嚴(yán)重事故進(jìn)程關(guān)鍵時(shí)間 節(jié)點(diǎn)作為特征量進(jìn)行跟蹤，依次對(duì)所述關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行診斷驗(yàn)證，所述關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)包 括堆芯裸露時(shí)間、堆芯出口溫度達(dá)650攝氏度的時(shí)間、堆芯支撐板失效時(shí)間、壓力容器失效 時(shí)間、安全殼失效時(shí)間； 依次以關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)的MAAP模擬值為基礎(chǔ)，向上或向下取一預(yù)定的時(shí)間，確定所述關(guān) 鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)的一模擬值范圍，判斷通過(guò)嚴(yán)重事故專(zhuān)用儀表或可用儀表中獲得的所述關(guān)鍵時(shí) 間節(jié)點(diǎn)的實(shí)測(cè)值是否處于所述關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)的模擬值范圍內(nèi)； 如果所述實(shí)測(cè)值處于所述關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)的模擬值范圍內(nèi)，則判定所述嚴(yán)重事故模擬結(jié) 果準(zhǔn)確； 如果所述實(shí)測(cè)值處于所述關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)的模擬值范圍外，則返回上一個(gè)已通過(guò)診斷驗(yàn) 證的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處，重新調(diào)整擬驗(yàn)證的關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)相關(guān)的MAAP程序敏感性參數(shù)后，繼續(xù)進(jìn) 行模擬，直至所述儀表監(jiān)測(cè)的實(shí)測(cè)值處于模擬結(jié)果的模擬值范圍之內(nèi)為止，所述MAP程序 敏感性參數(shù)包括MAP程序的計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)、破口噴放系數(shù)、膜狀沸騰傳熱系數(shù)、氫氣和一 氧化碳抵消系數(shù)等。
[0013] 其中，所述步驟五進(jìn)一步包括： 在進(jìn)行嚴(yán)重事故進(jìn)程模擬的同時(shí)，以所述嚴(yán)重事故模擬結(jié)果作為輸入，結(jié)合電子化的 SAMG和相關(guān)嚴(yán)重事故處理對(duì)策，給出相應(yīng)的嚴(yán)重事故后人員干預(yù)建議，并實(shí)時(shí)跟蹤操作狀 態(tài)，對(duì)操作員操作的有效性給出提示，輔助操作員盡快進(jìn)行正確操作。
[0014] 相應(yīng)地，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種用于核電廠嚴(yán)重事故診斷及響應(yīng)支持的系統(tǒng)， 包括： 嚴(yán)重事故診斷模塊，用于當(dāng)監(jiān)測(cè)到核電廠機(jī)組運(yùn)行從穩(wěn)態(tài)工況進(jìn)入瞬態(tài)工況時(shí)，根據(jù) 可用儀表的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行嚴(yán)重事故始發(fā)事件診斷，診斷出核電廠發(fā)生的始發(fā)事件、一回路 破口尺寸，所述始發(fā)事件至少包括冷卻劑喪失事故、蒸汽發(fā)生器傳熱管破裂事故； 嚴(yán)重事故模擬模塊，用于在進(jìn)入嚴(yán)重事故前，利用MAP程序模擬出預(yù)定關(guān)鍵參數(shù)的模 擬值，將所述預(yù)定關(guān)鍵參數(shù)的模擬值與相應(yīng)監(jiān)測(cè)儀表獲得的實(shí)