[发明专利]核电厂热工水力安全分析最佳估算加不确定性方法

说明书

一种核电厂热工水力安全分析最佳估算加不确定性方法，包括：基于电厂确定事故的重要输出及其安全限值；基于现象识别排序表选择初始不确定性输入参数及本构模型，并对本构模型的不确定性进行量化；补充不在现象识别排序表中的输入参数，使用开发的低成本全局敏感性分析方法对所有输入执行敏感性计算，并基于计算结果迭代修正现象识别排序表；基于敏感性分析结果确定重要输入，基于非参数阶数统计方法将其不确定性传播至目标输出；量化目标输出不确定性，比较其计算限值与安全限值。与现有技术相比，本发明方法全面考虑了电厂模拟中的不确定性，开发了低成本全局敏感性分析方法，能通过敏感性计算优化现象识别排序表。

技术领域

本发明属于核电厂安全分析技术领域，具体涉及一种核电厂热工水力安全分析最佳估算加不确定性方法。

背景技术

核电厂的安全运行一直是核能发展中备受关注的一个事项，针对核电厂的事故安全分析方法也得到了长久的发展。目前国际上核电发达国家用于核电厂事故安全分析的方法为最佳估算加不确定性分析方法，这类方法能够考虑电厂模拟中的各类不确定性，使得模拟结果更加真实和可靠。最佳估算加不确定性分析方法在我国依旧处于发展阶段，开发先进的最佳估算加不确定性分析方法对于我国的核电自主化具有重要意义。

目前国际主流的传统最佳估算加不确定性分析方法已经得到了广泛的应用和验证，其发展已相对成熟，且分析步骤也相对固定。但是依旧存在一些问题亟待解决和优化。

首先，由于核电厂事故分析中涉及到的输入参数数目巨大，同时考虑所有参数的不确定性是不真实的，因此需确定对目标重要输出影响最大的输入参数。在该过程中，基于专家经验和判断建立现象识别排序表是通用的常规做法。但是，基于现象识别排序表的参数识别存在误识别不重要参数和遗漏重要参数的问题，国际上鲜有解决该问题的相关研究。

其次，最佳估算加不确定性分析方法需对所有输入参数的不确定性进行量化，这些不确定的输入包含状态参数，材料物性，初始/边界条件以及程序的本构模型。其中程序本构模型的不确定性很难进行量化，这是因为其不确定性评价依赖于模型相关的实验数据，而这些数据往往由于难以直接测量、年代久远或者数据非公开的原因而不可用。传统的方法中大多将本构模型的不确定性使用保守假设进行处理，这样处理会导致部分热工水力现象的模拟失真，无法得到真实的模拟结果。

最后，最佳估算加不确定性分析方法中要求量化输入参数对目标输出的影响大小，并对输入参数的重要度进行排序。考虑到计算成本，现有方法大多使用局部敏感性分析方法执行相关计算，但是对于模拟核电厂这种大型非线性，且参数间存在高阶相互作用的复杂系统而言，局部方法会获得错误的敏感性结果。因此需发展和使用全局敏感性分析方法，然而全局敏感性分析方法由于其所需的程序运行次数十分巨大，因此在核电厂事故分析中难以被直接使用。

以上存在的这些问题，会导致核电厂安全分析的结果不够准确和真实，因此需要进行相关的优化和补充研究。

发明内容

本发明中开展了相关研究以解决现有最佳估算加不确定性分析方法中存在的问题。首先提出了一个结构化的本构模型不确定性评价方法，基于该结构化方法，本构模型会被按照其特征进行分类，并对不同的模型采用适当的方法评估其不确定性。而后，开发了一种优化的矩独立全局敏感性分析方法，该方法能够以十分小的计算成本获得可靠度较高的敏感性分析结果。随后提出了一个适用于最佳估算加不确定性方法的新敏感性分析框架，使得能够基于敏感性分析结果对现象识别排序表进行迭代修正。最后，基于上述方法调整现有方法的基本框架，得到了本发明一种核电厂热工水力安全分析最佳估算加不确定性方法。

本发明采用如下技术方案：

一种核电厂热工水力安全分析最佳估算加不确定性方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：指定分析核电厂及工况；

第二步：确定对应工况的目标重要输出及其安全接受限值；