一种核电站事故预测系统的制作方法

1.本发明涉及核安全与核应急技术领域，特别是涉及一种压水堆核事故快速预测及缓解措施评价实现方法。


背景技术：

2.核电站事故应急准备与响应是其核安全纵深防御的最后一道屏障。恰当的核事故缓解措施能够有效地降低事故风险、推迟或中止事故进程、缓解事故后果、降低或避免公众可能受到的放射性风险、保护周围公众的健康与安全。而不恰当的核事故应急缓解措施也会为公众的辐射安全带来额外风险。


技术实现要素：

3.基于此，针对核电站事故应急准备与响应需要快速预测的问题，提供一种核电站事故预测系统，该核电站事故预测系统快速预测核电站事故核电站开发核事故，并给出可行的事故缓解措施建议，将核事故对公众的危害降到最低。
4.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.一种核电站事故预测系统，包括数据采集模块、预测计算模块、缓解措施输入模块、实时评价模块和报告输出模块；所述数据采集模块用于采集核电站任意瞬态运行数据和模型不确定性参数并发送预测计算模块；所述缓解措施插入模块用于用户输入缓解措施，并将用户输入的缓解措施分类后发送预测计算模块和实时评价模块；
6.所述预测计算模块用于接收数据采集模块发送的核电站任意瞬态运行数据和模型不确定性参数，以及缓解措施插入模块发送的缓解措施；用于核电站事故预测计算，得到预测计算结果；以及用于将预测计算结果发送实施评价模块和报告输出模块；
7.所述实时评价模块用于接收缓解措施插入模块发送的缓解措施以及预测计算模块发送的预测计算结果；用于实时评价核电站事故，得到实时评价结果；以及用于将实时评价结果发送报告输出模块；
8.所述报告输出模块用于接收实施评价模块发送的实时评价结果以及预测计算模块发送的预测计算结果，基于预测计算结果对核电站主要安全屏障状态、事故关键事件和缓解措施的影响进行分析，生成一份时序预测报告，作为核事故缓解措施的使用建议。
9.进一步地，所述预测计算模块采用国际通用严重事故分析软件maap5作为计算内核，并根据压水堆核电站设计特点搭建模型，进行maap5实例计算。
10.进一步地，所述预测计算模块进行maap5实例计算，包括如下步骤：预测计算模块获取核电站瞬态运行数据和模型不确定性参数，生成预测计算初始化文件，启动多个maap实例开始预测计算，多个maap实例循环计算，得到预测计算结果。
11.进一步地，所述模型不确定性参数包括最佳估算参数、乐观估算参数、次乐观估算参数、保守估算参数和过保守估算参数。
12.进一步地，多个maap实例循环计算，包括如下步骤：
13.每个maap实例计算过程中，预测计算模块判断是否收到插入缓解措施指令；如果预测计算模块收到插入缓解措施指令，maap实例根据插入缓解措施指令修正计算，得到预测计算结果；如果预测计算模块未收到插入缓解措施指令，maap实例计算，得到预测计算结果；
14.得到预测计算结果后，预测计算模块判断是否停止maap实例预测计算；如果所有maap实例均完成预测计算，停止maap实例预测计算；如果还有maap实例未完成计算，maap实例继续进行预测计算，直至所有的所有maap实例均完成计算，停止maap实例预测计算。
15.进一步地，所述maap实例包括最佳估算实例、乐观估算实例、次乐观估算实例、保守估算实例和过保守估算实例。
16.进一步地，所述实时评价模块实时评价预测计算结果，得到实时评价结果，包括如下步骤：
17.所述实时评价模块接收缓解措施插入模块发送的缓解措施以及预测计算模块发送的预测计算结果，判断预测计算结果中是否插入缓解措施、安全屏障是否失效以及关键事件是否发生；
18.如果预测计算结果中插入缓解措施，所述实时评价模块记录缓解措施的实时评价结果并发送发送报告输出模块；
19.如果预测计算结果中安全屏障失效，所述实时评价模块记录安全屏障失效时间并发送报告输出模块；如果关键事件发生，所述实时评价模块记录关键事件发生时间并发送报告输出模块。
20.进一步地，所述缓解措施模块将缓解措施按照通用的压水堆核电站严重事故管理导则分类，包括但不限于如下内容：
21.表1缓解措施分类
22.[0023][0024]
进一步地，所述缓解措施的实时评价结果包括缓解措施的正面评价、负面评价和长期关注项。
[0025]
在其中一个实施例中，所述缓解措施为水源通过泵向蒸发器注水sag03，所述缓解措施的实时评价结果包括但不限于如下内容：
[0026]
表2水源通过泵向蒸发器注水sag03实时评价结果
[0027]
[0028][0029]
进一步地，所述实时评价模块还用于向用户展示安全屏障失效时间、关键事件发生时间和缓解措施的实时评价结果。
[0030]
进一步地，所述报告输出模块还用于向用户展示时序预测报告。
[0031]
进一步地，所述安全屏障包括包壳、燃料、压力容器和安全壳。
[0032]
进一步地，所述关键事件包括但不限于堆芯出口温度首次达到650
°
以上、反应堆停堆和蒸发器水位首次降到1m以下。
[0033]
本发明的有益技术效果：
[0034]
本发明的核电站事故预测系统，能够基于核电站任意瞬态运行数据和一组模型不确定性参数作为预测计算初始状态；能够同时启动五个不同的maap计算实例，进行并行快速计算；能够在预测计算过程中进行缓解措施插入操作，从而影响maap实例计算逻辑；快速预测的计算倍率能够达到30倍以上整体快时的效果；能够展示核电站主要状态参数的变化曲线；能够识别并记录核电站主要安全屏障失效时间；能够识别并记录核事故关键事件发生时间；能够识别并记录缓解措施的正面评价、负面评价和长期关注项的变化过程；能够基于预测计算结果形成一份时序的预测报告，提供可行的核事故缓解措施建议。
附图说明
[0035]
图1为本发明的核电站事故预测系统结构示意图；
[0036]
图2为本发明的核电站事故预测系统工作流程图。
具体实施方式
[0037]
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细地描述。
[0038]
实施例1
[0039]
参见图1和2，本发明提供一种核电站事故预测系统，包括数据采集模块、预测计算模块、缓解措施输入模块、实时评价模块和报告输出模块；所述数据采集模块用于采集核电站任意瞬态运行数据和模型不确定性参数并发送预测计算模块；所述缓解措施插入模块用于用户输入缓解措施，并将用户输入的缓解措施分类后发送预测计算模块和实时评价模块；
[0040]
所述预测计算模块用于接收数据采集模块发送的核电站任意瞬态运行数据和模型不确定性参数，以及缓解措施插入模块发送的缓解措施；用于核电站事故预测计算，得到预测计算结果；以及用于将预测计算结果发送实施评价模块和报告输出模块；
[0041]
所述实时评价模块用于接收缓解措施插入模块发送的缓解措施以及预测计算模块发送的预测计算结果；用于实时评价预测计算结果，得到实时评价结果；以及用于将实时评价结果发送报告输出模块；
[0042]
所述报告输出模块用于接收实施评价模块发送的实时评价结果以及预测计算模块发送的预测计算结果，基于预测计算结果对核电站主要安全屏障状态、事故关键事件和缓解措施的影响进行分析，生成一份时序预测报告，作为核事故缓解措施的使用建议。
[0043]
进一步地，所述模型不确定性参数包括最佳估算参数、乐观估算参数、次乐观估算参数、保守估算参数和过保守估算参数。
[0044]
进一步地，所述预测计算模块采用国际通用严重事故分析软件maap5作为计算内核，并根据压水堆核电站设计特点搭建模型，进行maap5实例计算。
[0045]
进一步地，所述预测计算模块进行maap5实例计算，包括如下步骤：预测计算模块获取核电站瞬态运行数据和模型不确定性参数，生成预测计算初始化文件，启动多个maap实例开始预测计算，多个maap实例循环计算，得到预测计算结果。
[0046]
进一步地，多个maap实例循环计算，包括如下步骤：
[0047]
每个maap实例计算过程中，预测计算模块判断是否收到插入缓解措施指令；如果预测计算模块收到插入缓解措施指令，maap实例根据插入缓解措施指令修正计算，得到预测计算结果；如果预测计算模块未收到插入缓解措施指令，maap实例计算，得到预测计算结果；
[0048]
得到预测计算结果后，预测计算模块判断是否停止maap实例预测计算；如果所有maap实例均完成预测计算，停止maap实例预测计算；如果还有maap实例未完成计算，maap实例继续进行预测计算，直至所有的所有maap实例均完成计算，停止maap实例预测计算。
[0049]
进一步地，所述maap实例包括最佳估算实例、乐观估算实例、次乐观估算实例、保守估算实例和过保守估算实例。
[0050]
进一步地，所述缓解措施插入模块将缓解措施按照通用的压水堆核电站严重事故管理导则分类，包括但不限于如下内容：
[0051]
表1缓解措施分类
[0052]
[0053][0054]
压水堆核电站严重事故管理导则简称samg。
[0055]
进一步地，所述实时评价模块实时评价核电站事故预测计算结果，得到实时评价结果，包括如下步骤：
[0056]
所述实时评价模块接收缓解措施插入模块发送的缓解措施以及预测计算模块发送的预测计算结果，判断预测计算结果中是否插入缓解措施、安全屏障是否失效以及关键事件是否发生；
[0057]
如果预测计算结果中插入缓解措施，所述实时评价模块记录缓解措施的实时评价结果并发送报告输出模块；如果安全屏障失效，所述实时评价模块记录安全屏障失效时间并发送报告输出模块；如果关键事件发生，所述实时评价模块记录关键事件发生时间并发送报告输出模块。
[0058]
进一步地，所述实时评价模块还用于向用户展示安全屏障失效时间、关键事件发生时间和缓解措施的实时评价结果。
[0059]
进一步地，所述缓解措施的实时评价结果包括缓解措施的正面评价、负面评价和长期关注项变化时间。
[0060]
例如，如果预测计算结果中插入缓解措施：以水源通过泵向蒸发器注水sag03，所述缓解措施典型的实时评价结果如下表：
[0061]
表2水源通过泵向蒸发器注水sag03实时评价结果
[0062][0063]
进一步地，所述安全屏障包括包壳、燃料、压力容器和安全壳。
[0064]
进一步地，所述关键事件包括但不限于堆芯出口温度首次达到650
°
以上、反应堆停堆和蒸发器水位首次降到1m以下。
[0065]
进一步地，所述报告输出模块还用于向用户展示时序预测报告。
[0066]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。