全厂断电事故进程预测方法、系统及计算机可读存储介质技术方案

本发明专利技术涉及核电厂事故预测技术领域，尤其涉及一种全厂断电事故进程预测方法、系统及计算机可读存储介质，包括如下步骤：步骤1：不考虑稳压器内蒸汽与水之间的质量交换的前提下，计算稳压器安全阀起跳前稳压器的汽空间体积，并获得一回路液相水的体积膨胀量；步骤2：计算稳压器安全阀起跳前，一回路的冷却剂焓升；步骤3：推算稳压器安全阀的起跳时间；步骤4：更新一回路的液相水质量即时采集数据和所述稳压器的空间体积即时采集数据；计算所涉稳压器安全阀起跳后一回路液相水质量及稳压器汽空间体积；本发明专利技术用于解决如何快速预测核电厂全厂断电的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
全厂断电事故进程预测方法、系统及计算机可读存储介质
本专利技术涉及核电厂事故预测
，尤其涉及一种全厂断电事故进程预测方法、系统及计算机可读存储介质。
技术介绍
全厂断电(SBO)事故是压水堆核电厂最为典型的设计基准事故，其事故进程一般为核电厂全厂断电、主机脱扣、反应堆停堆、一回路系统升温升压、稳压器安全阀循环起跳-回座泄压、稳压器及压力容器水位快速下降、反应堆堆芯裸露、燃料元件表面出现锆水反应、堆芯熔毁。日本福岛核事故本质即为全厂断电事故。因此，核电厂非常关注SBO事故进程仿真预测与分析工作。当前，国内外核电厂针对SBO等设计基准事故分析研究进程预测分析主要基于RELAP5、MELCOR、MAAP5等核电厂大型热工水力程序开展。这些大型热工水力程序通过精细模拟核电厂流体系统内的流动换热过程，在每个时间步长上精确求解每个管道或设备的两流体(多相流)能量、质量、动量方程(两流体六方程)，实现事故进程的模拟。现有技术中通过针对具体堆型开发针对性的仿真分析模型或仿真系统，实现对SBO等设计基准事故的仿真分析。该技术方案具有以下鲜明特点：一是建模复杂，实时或超时仿真不易实现，仿真进程易中断。该方案一般需要对核电厂反应堆及一回路系统、二回路系统及专设安全设施等的系统流体网络、设备结构与运行特性、核反应产热与传热、材料物性、仪表与控制等进行高精度建模，模型尺度一般都很大。一般而言，核电厂仿真模型的热工水力控制体(含泵阀等设备部件)一般在100节点以上。事故仿真时需要对全部控制体开展多流体的能量、质量、动量守恒方程矩阵求解，事故进程的实时或超时仿真实现难度较大，经常出现因控制体瞬时温度、压力、含气率等水物性参数异常导致仿真进程中断。二是对使用人员的专业能力要求很高、一回路操纵员使用难度很大。一般而言，事故分析模型开发人员不仅需要一定的专业知识，还要能熟练使用RELAP5、MELCOR、MAAP5等核电厂大型热工水力程序。事故分析模型开发完毕后，还需要进一步封装成模拟机或模拟器才能投入使用。此时，仿真分析系统往往需要多名操纵员才能顺利运行起来。单人分析操作难度较大。因此，研发一种全厂断电事故进程预测方法、系统及计算机可读存储介质，用于解决上述至少一种技术问题成为一种必需。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决如何快速预测核电厂全厂断电的技术问题提出了一种全厂断电事故进程预测方法、系统及计算机可读存储介质。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一方面，本专利技术提供一种核电厂全厂断电事故进程快速预测方法，所述方法包括如下操作步骤：步骤1：不考虑稳压器内蒸汽与水之间的质量交换的前提下，计算稳压器安全阀起跳前稳压器的汽空间体积，并获得一回路液相水的体积膨胀量；步骤2：计算所述稳压器安全阀起跳前，所述一回路的冷却剂焓升；步骤3：推算所述稳压器安全阀的起跳时间；假设稳压器安全阀前一次起跳后在t1时刻回座，循环计算t1至t2时刻反应堆有效瞬时热功率积分值与冷却剂焓升的相对误差，当相对误差小于能量收敛误差时，t2即为稳压器安全阀起跳时间；所述反应堆有效瞬时热功率为反应堆瞬时衰变热与一回路边界散热、二回路导热的差值；步骤4：更新所述一回路的液相水质量即时采集数据，和所述稳压器的空间体积即时采集数据；计算稳压器安全阀起跳后一回路液相水质量及稳压器汽空间体积。优选的，在所述步骤1中，基于公式：计算稳压器安全阀起跳前稳压器的汽空间体积；式中：P1、P2分别为安全阀起跳间隔时间内稳压器汽空间两个瞬时状态压力，V1、V2分别对应两个状态的稳压器汽空间体积，T1,sat、T2,sat分别为对应两个状态的饱和温度。优选的，在所述步骤2中，所述一回路冷却剂焓升基于一回路水膨胀前、后点的压力及比容参数，并结合查询H2O水物性表后计算获得。优选的，在所述步骤3中，t2＝t1+i×dt，i为正整数。优选的，在所述步骤4中，基于公式：ΔM＝ΔVvap×ρvap_close或ΔM＝ΔVvap×ρvap_close+(ΔVliq-ΔVvap)×ρliq_close计算稳压器安全阀起跳后一回路液相水质量；基于公式：V2＝max((V1-ΔVliq),0.0)计算稳压器汽空间体积；式中：ΔM为一回路冷却剂总损失量，kg；ΔVvap自安全阀排放的一回路蒸汽和液相水的体积，单位m3；ΔVliq为一回路液相水的膨胀体积，单位m3；ρvap_close、ρliq_close分别为安全阀回座压力饱和蒸汽和饱和水的密度；V1、V2为分别为稳压器安全阀起跳前和回座后的稳压器汽空间的体积，单位m3。优选的，还包括步骤5：根据更新的一回路液相水质量推算堆芯活性区液位变化、锆水反应起始时间，进而预测反应堆核燃料元件损坏与熔化时间。另一方面，本专利技术还提供一种核电厂全厂断电事故进程快速预测系统，包括：稳压器汽空间参数计算模块：用于不考虑稳压器内蒸汽与水之间的质量交换的前提下，计算稳压器安全阀起跳前稳压器的汽空间体积，并获得一回路液相水的体积膨胀量；冷却剂焓升计算模块：用于计算所述稳压器安全阀起跳前，一回路的冷却剂焓升；稳压器安全阀起跳时间计算模块：用于推算所述稳压器安全阀的起跳时间；假设所述稳压器安全阀前一次起跳后在t1时刻回座，循环计算t1至t2时刻反应堆有效瞬时热功率积分值与冷却剂焓升的相对误差，当相对误差小于能量收敛误差时，t2即为稳压器安全阀起跳时间；所述反应堆有效瞬时热功率为反应堆瞬时衰变热与一回路散热、二回路导热等热阱的差值；一回路液相水质量及稳压器汽空间体积计算模块：用于更新一回路的液相水质量即时采集数据，和所述稳压器的空间体积即时采集数据；计算所涉稳压器安全阀起跳后一回路液相水质量及稳压器汽空间体积。优选的，基于公式：计算稳压器安全阀起跳前稳压器的汽空间体积；式中：P1、P2分别为安全阀起跳间隔时间内稳压器汽空间两个瞬时状态压力，V1、V2分别对应两个状态的稳压器汽空间体积，T1,sat、T2,sat分别为对应两个状态的饱和温度。优选的，所述一回路冷却剂焓升基于一回路水膨胀前、后点的压力及比容参数，并结合查询H2O水物性表后计算获得。优选的，t2＝t1+i×dt，i为正整数；基于公式：ΔM＝ΔVvap×ρvap_close或ΔM＝ΔVvap×ρvap_close+(ΔVliq-ΔVvap)×ρliq_close计算稳压器安全阀起跳后一回路液相水质量；基于公式：V2＝max((V1-ΔVliq),0.0)计算稳压器汽空间体积；式中：ΔM为一回路冷却剂总损失量，kg；其中，ΔVvap自安全阀排放的一回路蒸汽和液相水的体积，单位m3；ΔVliq为一回路液相水的膨胀体积，单位m3；ρvap_close、ρliq_close分别为安全阀回座压力饱和蒸汽和饱和水的密度；V1、V2为分别为稳压器安全阀起跳前和回座后的稳压器汽空间的体积，单位m3。进一步的，本专利技术还提供一种计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核电厂全厂断电事故进程快速预测方法，其特征在于，所述方法包括如下操作步骤：/n步骤1：不考虑稳压器内蒸汽与水之间的质量交换的前提下，计算稳压器安全阀起跳前稳压器的汽空间体积，并获得一回路液相水的体积膨胀量；/n步骤2：计算所述稳压器安全阀起跳前，一回路的冷却剂焓升；/n步骤3：推算所述稳压器安全阀的起跳时间；假设所述稳压器安全阀前一次起跳后在t

【技术特征摘要】
1.一种核电厂全厂断电事故进程快速预测方法，其特征在于，所述方法包括如下操作步骤：
步骤1：不考虑稳压器内蒸汽与水之间的质量交换的前提下，计算稳压器安全阀起跳前稳压器的汽空间体积，并获得一回路液相水的体积膨胀量；
步骤2：计算所述稳压器安全阀起跳前，一回路的冷却剂焓升；
步骤3：推算所述稳压器安全阀的起跳时间；假设所述稳压器安全阀前一次起跳后在t1时刻回座，循环计算t1至t2时刻反应堆有效瞬时热功率积分值与冷却剂焓升的相对误差，当相对误差小于能量收敛误差时，t2即为稳压器安全阀起跳时间；所述反应堆有效瞬时热功率为反应堆瞬时衰变热与一回路边界散热、二回路导热的差值；
步骤4：更新一回路的液相水质量即时采集数据，和所述稳压器的空间体积即时采集数据；计算所涉稳压器安全阀起跳后一回路液相水质量及稳压器汽空间体积。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤1中，基于公式：
计算稳压器安全阀起跳前稳压器的汽空间体积；式中：P1、P2分别为安全阀起跳间隔时间内稳压器汽空间两个瞬时状态压力，V1、V2分别对应两个状态的稳压器汽空间体积，T1,sat、T2,sat分别为对应两个状态的饱和温度。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述一回路冷却剂焓升基于一回路水膨胀前、后点的压力及比容参数，并结合查询H2O水物性表后计算获得。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤3中，t2＝t1+i×dt，i为正整数。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤4中，基于公式：
ΔM＝ΔVvap×ρvap_close
或
ΔM＝ΔVvap×ρvap_close+(ΔVliq-ΔVvap)×ρliq_close
计算稳压器安全阀起跳后一回路液相水质量；
基于公式：
V2＝max((V1-ΔVliq),0.0)
计算稳压器汽空间体积；式中：ΔM为一回路冷却剂总损失量，kg；
其中，ΔVvap自安全阀排放的一回路蒸汽和液相水的体积，单位m3；ΔVliq为一回路液相水的膨胀体积，单位m3；ρvap_close、ρliq_close分别为安全阀回座压力饱和蒸汽和饱和水的密度；V1、V2为分别为稳压器安全阀起跳前和回座后的稳压器汽空间的体积，单位m3。


6.一种核电厂全厂断电事故进程快速预测系统，其特征在于，包括：
稳压器汽空间参数计算模块：用于不考虑稳压器内蒸...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨磊，
申请(专利权)人：杨磊，
类型：发明
国别省市：北京;11