一种核电厂冷源生物堵塞风险预测方法技术

本发明专利技术公开了一种核电厂冷源生物堵塞风险预测方法，涉及核电厂冷源工艺技术领域。包括：基于地表水流体动力学模型，预报核电厂取水口周边水域的水位场、流场和物质密度场；基于水质模型法，结合取水口周边水域的水位场、流场和物质密度场，计算卷载概率；获取取水口周边水生生物密度的监测结果，基于卷载概率，计算被吸入取水口的水生生物量；基于被吸入取水口的水生生物量，结合核电厂取水口清污能力，定量化计算堵塞风险预警指标。本发明专利技术结合数学模型和水生生物监测手段，及时有效的预测可能发生的冷源堵塞事件风险，为科学保障冷源安全运行提供技术支撑。安全运行提供技术支撑。安全运行提供技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种核电厂冷源生物堵塞风险预测方法


[0001]本专利技术属于核电厂冷源工艺
，特别是一种核电厂冷源生物堵塞风险预测方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]近年来随着近海海洋生态环境的变化，我国多座核电厂址取水口出现水生生物堵塞的情况，如广西防城港核电、广东岭澳核电、大亚湾核电、福建宁德核电、浙江秦山核电、江苏田湾核电、辽宁红沿河核电、海南昌江核电等。这些事件轻的引起核电机组短时降功率，严重的甚至导致核电机组停堆，对电厂运行的安全性和经济性造成了严重影响。
[0004]针对越发突出的冷源安全问题，我国的核电审管部门陆续出台了一系列管理措施和办法，从核电厂取水设计和管理(运营)两个角度提出了冷源安全保障的新要求，其中包括完善冷源堵塞风险监测预警系统设计。因此，科学合理设计冷源取水口的堵塞风险监测预警系统是保障核电厂安全稳定运行的重要工作。
[0005]然而，专利技术人发现，现有技术无法定量化预测冷源生物堵塞的风险，因此，现有技术中针对核电厂冷源生物堵塞风险的预测方法还有待完善。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种核电厂冷源生物堵塞风险预测方法，针对近年来核电厂冷源取水口频繁被水生生物堵塞的实际情况，以及现有技术无法定量化预测冷源生物堵塞风险的现状，结合数学模型和水生生物监测手段，及时有效的预测可能发生的冷源堵塞事件风险，为科学保障冷源安全运行提供技术支撑，解决现有技术中的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0008]本专利技术为一种核电厂冷源生物堵塞风险预测方法，包括以下步骤：
[0009]基于地表水流体动力学模型，预报核电厂取水口周边水域的水位场、流场和物质密度场；
[0010]基于水质模型法，结合取水口周边水域的水位场、流场和物质密度场，计算卷载概率；
[0011]获取取水口周边水生生物密度的监测结果，基于卷载概率，计算被吸入取水口的水生生物量；
[0012]基于被吸入取水口的水生生物量，结合核电厂取水口清污能力，定量化计算堵塞风险预警指标。
[0013]优选的，基于地表水流体动力学模型，预报核电厂取水口周边水域的水位场、流场和物质密度场，具体为：
[0014]基于计算流体力学基本方程组，结合初始条件和边界条件，进行计算网格划分，求
解预报时间内河流、湖泊、河口和近海水体的水位场、流场和物质密度场。
[0015]优选的，流体力学基本方程组包括连续方程、动量方程、湍流方程和物质输运方程，初始条件包括初始水位、流量和物质浓度，边界条件包括边界水位、流量和物质浓度。
[0016]优选的，所述取水口周边水域至少覆盖以取水口为中心，半径5km范围内的地表水域；水位场对于河口和近海水体需覆盖潮汐作用引起的水位变化，对于河流和湖泊水体需覆盖坡降引起的水位变化；流场包括流速和流向；物质密度场中的物质包括水生生物和示踪物质。
[0017]优选的，水质模型法计算步骤包括：
[0018]1)将取水口设定半径范围的水体划分为面积均匀的多个平面子区域，每个子区域内设置预定初始浓度的示踪物质，示踪物质需充满子区域内全部水体；
[0019]2)计算1天内示踪物质总量随水流被吸入取水口的比例。
[0020]优选的，所述卷载概率为水质模型法中各子区域内水体中示踪物质的总量随水流被吸入取水口的比例。
[0021]优选的，通过监测手段获取取水口周边5km范围内不同子区域内的水生生物密度，当监测结果无法覆盖所有子区域的情况下，采用空间插值方法计算各子区域内的水生生物密度，或者，以5km区域内各子区域监测结果的最大值保守作为所有子区域内的水生生物密度。
[0022]优选的，分别计算各子区域中被吸入取水口的水生生物量，累加所有子区域中被吸入取水口的水生生物量，即得到被吸入取水口的水生生物量。
[0023]优选的，所述堵塞风险预警指标为预测的1天内被吸入取水口的水生生物量与核电厂取水口清污能力的比值；所述核电厂取水口清污能力为核电厂清除取水口中已堵塞的水生生物的速率。
[0024]优选的，当堵塞风险预警指标的值大于1时，说明堵塞速率高于清污速率，拦污系统趋向于堵塞，则发出预警信号；当堵塞风险预警指标的值小于1时，说明堵塞速率低于清污速率，拦污系统无堵塞风险，无需发出预警信号。
[0025]本专利技术具有以下有益效果：
[0026]本专利技术提供了一种核电厂冷源生物堵塞风险预测方法，针对近年来核电厂冷源取水口频繁被水生生物堵塞的实际情况，以及现有技术无法定量化预测冷源生物堵塞风险的现状，结合数学模型和水生生物监测手段，及时有效的预测可能发生的冷源堵塞事件风险，并且预测结果实现定量化的预测，更加科学准确，为保障冷源安全运行提供技术支撑。
[0027]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本专利技术实施例一流程图；
[0030]图2(a)为本专利技术实施例一计算网格划分整体计算域的示例图；
[0031]图2(b)为本专利技术实施例一计算网格划分冷源取水口周边区域的示例图；
[0032]图3为本专利技术实施例一水位验证示例图；
[0033]图4为本专利技术实施例一流速、流向验证示例图；
[0034]图5为本专利技术实施例一冷源取水口周边子区域划分示例图；
[0035]图6为本专利技术实施例一冷源取水口附近水生生物卷载概率计算结果示例图。
具体实施方式
[0036]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0037]实施例一：
[0038]请参阅图1
‑
5所示，本专利技术为一种核电厂冷源生物堵塞风险预测方法，包括以下步骤：
[0039]基于地表水流体动力学模型，预报核电厂取水口周边水域的水位场、流场和物质密度场；
[0040]基于水质模型法，结合取水口周边水域的水位场、流场和物质密度场，计算卷载概率；
[0041]获取取水口周边水生生物密度的监测结果，基于卷载概率，计算被吸入取水口的水生生物量；
[0042]基于被吸入取水口的水生生物量，结合核电厂取水口清污能力，定量化计算堵塞风险预警指标。
[0043]基于地表水流体动力学模型，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核电厂冷源生物堵塞风险预测方法，其特征在于，包括以下步骤：基于地表水流体动力学模型，预报核电厂取水口周边水域的水位场、流场和物质密度场；基于水质模型法，结合取水口周边水域的水位场、流场和物质密度场，计算卷载概率；获取取水口周边水生生物密度的监测结果，基于卷载概率，计算被吸入取水口的水生生物量；基于被吸入取水口的水生生物量，结合核电厂取水口清污能力，定量化计算堵塞风险预警指标。2.根据权利要求1所述的核电厂冷源生物堵塞风险预测方法，其特征在于，基于地表水流体动力学模型，预报核电厂取水口周边水域的水位场、流场和物质密度场，具体为：基于计算流体力学基本方程组，结合初始条件和边界条件，进行计算网格划分，求解预报时间内河流、湖泊、河口和近海水体的水位场、流场和物质密度场。3.根据权利要求2所述的核电厂冷源生物堵塞风险预测方法，其特征在于，流体力学基本方程组包括连续方程、动量方程、湍流方程和物质输运方程，初始条件包括初始水位、流量和物质浓度，边界条件包括边界水位、流量和物质浓度。4.根据权利要求1所述的核电厂冷源生物堵塞风险预测方法，其特征在于，所述取水口周边水域至少覆盖以取水口为中心，半径5km范围内的地表水域；水位场对于河口和近海水体需覆盖潮汐作用引起的水位变化，对于河流和湖泊水体需覆盖坡降引起的水位变化；流场包括流速和流向；物质密度场中的物质包括水生生物和示踪物质。5.根据权利要求1所述的核电厂冷源生物堵塞风险预测方法，其特征在于，水质模型法计算步骤包括：1)将取水口设定半径范围的...

【专利技术属性】
技术研发人员：浦祥，傅小城，邱志靓，裴娟，黄程鹏，杜风雷，张正楼，林宇清，邢晓峰，
申请(专利权)人：上海核工程研究设计院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：