基于离散动态事件树与RELAP5耦合的动态特性分析方法技术

本发明专利技术公开了一种基于离散动态事件树与RELAP5耦合的动态特性分析方法，包括以下步骤：构建离散动态事件树的DET仿真模型；通过设定RELAP5程序的仿真时间，控制RELAP5仿真时间步长，解析RELAP5程序每个仿真步长的输出结果文件，通过对比控制DET仿真对象状态转移的TRI P变量的触发时间变化，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；本发明专利技术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。的与确定论安全分析程序RELAP5程序耦合。的与确定论安全分析程序RELAP5程序耦合。

【技术实现步骤摘要】
基于离散动态事件树与RELAP5耦合的动态特性分析方法


[0001]本专利技术涉及一种核电厂安全分析领域，尤其涉及基于离散动态事件树与RELAP5耦合的动态特性分析方法。

技术介绍

[0002]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。传统分析方法在分析核电厂事故动态特性时存在局限性，例如法国电力集团开展的核电厂案例分析结果表明，传统的分析方法在估计由于核电厂严重事故现象导致的放射性释放频率上相当保守；因此，为了实现对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；动态事件树方法与传统分析方法的主要不同之处在于核电厂事故物理进程由核电厂系统动态仿真演化结果驱动，减少了对分析人员经验的依赖，同时减少了不必要的保守的工程判断。
[0003]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。
[0004]传统地，基于核电厂确定论安全分析，离散动态事件树方法需要大量的计算资源并产生大量的事故序列数据，基于传统的分析人员手动设置分析边界条件的方法不能实现上述需求，因此，需要开发一种可自动实现DET方法与确定论分析软件动态耦合的核电厂安全分析方法和工具软件，进而实现在概率的环境下对核电厂的事故演化过程进行动态模拟，以获得核电厂的安全裕度特性以及安全性能。

技术实现思路

[0005]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，本专利技术提供了基于离散动态事件树与RELAP5耦合的动态特性分析方法，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动态特性分析和安全分析。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0007]本专利技术与现有技术相比具有的优点是：一种基于离散动态事件树与RELAP5耦合的动态特性分析方法，包括以下步骤：
[0008]S1、构建离散动态事件树的DET仿真模型；
[0009]S2、确定DET仿真对象应用于RELAP5程序的仿真时间和仿真时间步长，并运行RELAP5程序；
[0010]S3、根据RELAP5程序输出仿真时间步长的结果文件，解析结果文件获取DET仿真对象状态转移控制TRIP变量变化的时间信息；
[0011]S4、识别DET仿真对象状态转移发生的DET分支时刻，并依据DET仿真模型的分支规则获取RELAP5程序回溯再启动的RELAP5再启动号；
[0012]S5、确定DET仿真对象状态转移类型，更新RELAP5程序计算的再启动输入文件，并生成用于DET成功分支和失败分支的RELAP5程序计算的再启动输入文件；
[0013]S6、依据DET分支时刻确定RELAP5程序回溯再启动时间，并以更新后的成功和失败再启动文件为输入，结合当前仿真步长RELAP5计算结果文件，回溯执行RELAP5程序，完成DET成功分支和失败分支的下一个仿真步长的模拟；
[0014]S7、循环步骤S2
‑
步骤S6的过程，一直到仿真时间达到用户指定的仿真任务时间，DET与RELAP5程序的动态耦合结束。
[0015]通过上述技术方案，与传统方法相比具有的区别是：
[0016](1)首先传统的确定论安全分析仅能分析一种分析人员预先设定的事故演化路径，在技术上对应的就是DET中的一条路径。基于经验预估的路径，不能准确确定系统状态转移时刻，因此一般采取保守的估计方法；系统演化路径复杂时分析人员经验判断存在较大不确定性；
[0017](2)若采用手动方式分步长多次运行RELAP5程序，则人工判断、修改、运行程序复杂，需要大量人力资源，事故序列分支多时是不现实的。
[0018]因此，采取上述方案，分析人员仅需确定DET仿真对象的转移条件，则本方法可以自动实现对系统动态过程的大量演化模拟，通过对分支的综合分析，可以获得更加现实的核电厂事故动态特性。
[0019]进一步地，在步骤S2中，确定核电厂始发事故的分析对象，按照确定论分析方法编程模拟核电厂事故的初始RELAP5程序输入卡文件，所述输入卡文件包括初始RELAP5输入文件Root.i和初始再启动计算文件R0.i；其中“Root”代表符合RELAP5程序要求的任意文件名，“R
0”代表文件名，“.i”代表文件类型。
[0020]上述方案是DET与RELAP5程序耦合的必须部分；即如果基于当前步长RELAP5程序分析结果并利用再启动文件回溯运行RELAP5需要采用上述方案。
[0021]进一步地，在步骤S2中，所述RELAP5初始再启动计算文件R0.i文件包括
①
、RELAP5程序再启动103卡；
②
、RELAP5程序时间步长控制201卡；
③
、RELAP5程序的TRIP卡；其中TRIP卡包括所有与DET仿真对象状态转移相关的TRIP卡，且每个TRIP卡号前面增加有一个“*”标识符。
[0022]通过上述技术方案，该步骤是再启动调用relap5程序必须的，该技术方案作为整体的一部分；关于增加“*”号的方式是一种方式，也可以有其他方式。
[0023]进一步地，在步骤S3和步骤S4中，识别DET仿真对象状态转移发生的DET分支时刻
的具体方法如下：
[0024]第1步：根据步骤S3获得DET仿真对象状态转移控制TRIP变量变化的时间信息；
[0025]第2步：判断仿真时间步长是否存在分支；若不存在分支，则更新RELAP5初始的再启动文件R0.i中的仿真时间，RELAP5程序输入卡中时间控制卡的仿真时间为结束时仿真时间与RELAP5程序的仿真步长之和，然后以初始再启动计算文件R0.i和结果文件Root.r为输入，再次运行RELAP5程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于离散动态事件树与RELAP5耦合的动态特性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、构建离散动态事件树的DET仿真模型；S2、确定DET仿真对象应用于RELAP5程序的仿真时间和仿真时间步长，并运行RELAP5程序；S3、根据RELAP5程序输出仿真时间步长的结果文件，解析结果文件获取DET仿真对象状态转移控制TRIP变量变化的时间信息；S4、识别DET仿真对象状态转移发生的DET分支时刻，并依据DET仿真模型的分支规则获取RELAP5程序回溯再启动的RELAP5再启动号；S5、确定DET仿真对象状态转移类型，更新RELAP5程序计算的再启动输入文件，并生成用于DET成功分支和失败分支的RELAP5程序计算的再启动输入文件；S6、依据DET分支时刻确定RELAP5程序回溯再启动时间，并以更新后的成功和失败再启动文件为输入，结合当前仿真步长RELAP5计算结果文件，回溯执行RELAP5程序，完成DET成功分支和失败分支的下一个仿真步长的模拟；S7、循环步骤S2
‑
步骤S6的过程，一直到仿真时间达到用户指定的仿真任务时间，DET与RELAP5程序的动态耦合结束。2.根据权利要求1所述的基于离散动态事件树与RELAP5耦合的动态特性分析方法，其特征在于，在步骤S2中，确定核电厂始发事故的分析对象，按照确定论分析方法编程模拟核电厂事故的初始RELAP5程序输入卡文件，所述输入卡文件包括初始RELAP5输入文件Root.i和初始再启动计算文件R0.i；其中“Root”代表符合RELAP5程序要求的任意文件名，“R
0”代表文件名，“.i”代表文件类型。3.根据权利要求2所述的基于离散动态事件树与RELAP5耦合的动态特性分析方法，其特征在于，在步骤S2中，所述RELAP5程序初始再启动计算文件R0.i文件包括
①
、RELAP5程序再启动103卡；
②
、RELAP5程序时间步长控制201卡；
③
、RELAP5程序的TRIP卡；其中TRIP卡包括所有与DET仿真对象状态转移相关的TRIP卡，且每个TRIP卡号前面增加有一个“*”标识符。4.根据权利要求1所述的基于离散动态事件树与RELAP5耦合的动态特性分析方法，其特征在于，在步骤S3和步骤S4中，识别DET仿真对象状态转移发生的DET分支时刻的具体方法如下：第
①
步：根据步骤S3获得DET仿真对象状态转移控制TRIP变量变化的时间信息；第
②
步：判断仿真时间步长是否存在分支；若不存在分支，则更新RELAP5初始的再启动文件R0.i中的仿真时间，RELAP5程序输入卡中时间控制卡的仿真时间为结束时仿真时间与RELAP5程序的仿真步长之和，然后以初始再启动计算文件R0.i和结果文件Root.r为输入，再次运行RELAP5程序；第
③
步：若存在分支，则通过解析结果文件获得DET仿真对象状态转移TRIP触发最小时间，然后根据DET仿真模型的分支规则获得与其RELAP5回溯重启信息块编号对应的RELAP5重启号。5.根据权利要求1所述的基于离散动态事件树与RELAP5耦合的动态特性分析方法，其特征在于，在步骤S6中，所述DET回溯再启动号识别方法如下：
第(1)步：根据DET分支时刻获取的TRIP触发时间集合，识别其中最小触发时间TripTimemin以及TripTimemin对应TRIP号，比较并选择TripTimemin对应的TRIP号中最小Trip...

【专利技术属性】
技术研发人员：王贺，徐安琪，陈思娟，汪良军，刘子寅，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：