本技術(shù)涉及數(shù)據(jù)處理，尤其涉及一種外接式核電廠嚴(yán)重事故仿真數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法、裝置、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、隨著核能利用的普及，核電廠的數(shù)量也在不斷增加。然而，核電廠運(yùn)行過(guò)程中可能發(fā)生各種事故，其中嚴(yán)重事故會(huì)對(duì)人員、環(huán)境和設(shè)備產(chǎn)生重大影響。因此，對(duì)于核電廠技術(shù)支持中心來(lái)說(shuō)，如何便捷、高效獲取和處理嚴(yán)重事故數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行嚴(yán)重事故的仿真模擬，是當(dāng)前技術(shù)所面臨的重要問(wèn)題。

2、現(xiàn)有的嚴(yán)重事故仿真模擬主要依賴于對(duì)傳統(tǒng)的全范圍模擬機(jī)進(jìn)行改造，將觸發(fā)嚴(yán)重事故仿真計(jì)算所需的相關(guān)軟硬件，內(nèi)置到全范圍模擬機(jī)中，進(jìn)而可通過(guò)全范圍模擬機(jī)系統(tǒng)獲得觸發(fā)嚴(yán)重事故模擬所需的仿真數(shù)據(jù)。一方面，全范圍模擬機(jī)系統(tǒng)主要是用于核電站操縱員的常規(guī)操作培訓(xùn)及考試，當(dāng)全范圍模擬機(jī)系統(tǒng)用于獲取觸發(fā)嚴(yán)重事故模擬所需的仿真數(shù)據(jù)時(shí)，則無(wú)法用于進(jìn)行常規(guī)的操作培訓(xùn)，而全范圍模擬機(jī)系統(tǒng)用于常規(guī)的操作培訓(xùn)時(shí)，則無(wú)法用于獲取觸發(fā)嚴(yán)重事故模擬所需的仿真數(shù)據(jù)。另一方面，全范圍模擬機(jī)系統(tǒng)通常由三四十臺(tái)主機(jī)及八十余個(gè)相關(guān)系統(tǒng)組成，在用于獲取觸發(fā)嚴(yán)重事故模擬所需的仿真數(shù)據(jù)時(shí)，只有個(gè)別少數(shù)十幾個(gè)系統(tǒng)處于工作狀態(tài)，其他六七十個(gè)系統(tǒng)則處于休眠狀態(tài)，對(duì)系統(tǒng)資源造成極大浪費(fèi)。本發(fā)明的平滑過(guò)度算法計(jì)算只需要一臺(tái)主機(jī)即可獲得觸發(fā)嚴(yán)重事故模擬所需的仿真數(shù)據(jù)，不再需要依靠改造全范圍模擬機(jī)來(lái)獲得觸發(fā)嚴(yán)重事故模擬所需的仿真數(shù)據(jù)。此外，全范圍模擬機(jī)計(jì)算的觸發(fā)嚴(yán)重事故數(shù)據(jù)處理不善易引發(fā)關(guān)鍵參數(shù)數(shù)值變化擾動(dòng)、不平滑，影響計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，不利于嚴(yán)重事故現(xiàn)象分析。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。

2、為此，本技術(shù)的第一個(gè)目的在于提出一種外接式核電廠嚴(yán)重事故仿真數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法，旨在不改造全范圍模擬機(jī)系統(tǒng)，只依托一臺(tái)主機(jī)，就可以獲得觸發(fā)嚴(yán)重事故模擬所需的仿真數(shù)據(jù)，即嚴(yán)重事故模擬機(jī)根據(jù)本驅(qū)動(dòng)器提供的數(shù)據(jù)可以完成初始化啟動(dòng)。

3、本技術(shù)的第二個(gè)目的在于提出一種外接式核電廠嚴(yán)重事故仿真數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)裝置。

4、本技術(shù)的第三個(gè)目的在于提出一種電子設(shè)備。

5、本技術(shù)的第四個(gè)目的在于提出一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。

6、為達(dá)上述目的，本技術(shù)第一方面實(shí)施例提出了一種外接式核電廠嚴(yán)重事故仿真數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法，包括：

7、從核電廠數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)獲取核電廠嚴(yán)重事故仿真數(shù)據(jù)；

8、對(duì)核電廠嚴(yán)重事故仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，使觸發(fā)嚴(yán)重事故所需的核電廠嚴(yán)重事故仿真數(shù)據(jù)變化平穩(wěn)；

9、將分析處理后的核電廠嚴(yán)重事故仿真數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶穗姀S技術(shù)支持中心的嚴(yán)重事故仿真模擬系統(tǒng)，為后續(xù)的嚴(yán)重事故模擬機(jī)仿真計(jì)算提供數(shù)據(jù)來(lái)源。

10、其中，核電廠嚴(yán)重事故仿真數(shù)據(jù)包括熱工參數(shù)、電氣性能參數(shù)、堆芯參數(shù)及儀控參數(shù)；其中，

11、熱工參數(shù)是通過(guò)對(duì)核電廠一回路系統(tǒng)和二回路系統(tǒng)中的熱工參數(shù)相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行高精度熱工流網(wǎng)建模后，通過(guò)模型模擬獲得；熱工參數(shù)至少包括反應(yīng)堆堆芯溫度、穩(wěn)壓器壓力及蒸汽發(fā)生器蒸汽流量；

12、電氣性能參數(shù)是通過(guò)對(duì)核電廠供電系統(tǒng)進(jìn)行高精度電氣網(wǎng)絡(luò)建模后，通過(guò)模型模擬獲得；電氣性能參數(shù)至少包括主發(fā)電機(jī)及備用發(fā)電機(jī)的電流、電壓、有功功率和無(wú)功功率，反應(yīng)堆冷卻劑主泵的電流、電壓、有功功率和無(wú)功功率，以及主給水系統(tǒng)的電流、電壓、有功功率和無(wú)功功率；

13、堆芯參數(shù)是通過(guò)對(duì)核電廠反應(yīng)堆本體系統(tǒng)進(jìn)行高精度反應(yīng)堆堆芯動(dòng)力學(xué)建模后，通過(guò)模型模擬獲得；堆芯參數(shù)至少包括反應(yīng)堆中子通量，衰變熱和放射性源項(xiàng)；

14、儀控參數(shù)是通過(guò)對(duì)核電廠內(nèi)熱工、電氣及堆芯模型所涉及的系統(tǒng)進(jìn)行高精度控制邏輯建模和人機(jī)操作畫面建模后，通過(guò)模型模擬得到；控制參數(shù)至少包括dcs控制系統(tǒng)的邏輯運(yùn)算參數(shù)。

15、其中，對(duì)核電廠嚴(yán)重事故仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，包括：

16、對(duì)核電廠嚴(yán)重事故仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)識(shí)別，按照參數(shù)在觸發(fā)嚴(yán)重事故過(guò)程中的計(jì)算結(jié)果變化是否為平穩(wěn)無(wú)階躍震蕩，將核電廠嚴(yán)重事故仿真數(shù)據(jù)分為計(jì)算處理參數(shù)和特定處理參數(shù)；

17、對(duì)于計(jì)算處理參數(shù)，采用平滑過(guò)度算法進(jìn)行處理；

18、對(duì)于特定處理參數(shù)，則依據(jù)數(shù)據(jù)類型進(jìn)行特定處理。

19、其中，計(jì)算處理參數(shù)的類型包括：核電廠中每個(gè)控制體節(jié)點(diǎn)或設(shè)備的質(zhì)量、能量、溫度、壓力、空泡份額和水位；每個(gè)連接節(jié)點(diǎn)的流體流速，包括液體、蒸汽和不可凝結(jié)氣體；每個(gè)熱構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的溫度，包括燃料元件節(jié)點(diǎn)溫度、包殼溫度、控制棒節(jié)點(diǎn)溫度，以及壓力容器、穩(wěn)壓器、主管道的管壁溫度，安全殼熱構(gòu)件和殼壁溫度。

20、其中，對(duì)計(jì)算處理參數(shù)采用的平滑過(guò)度算法公式表示為：

21、

22、其中，xd是計(jì)算處理參數(shù)，xdis平滑過(guò)度算法計(jì)算，xm是嚴(yán)重事故程序計(jì)算的值，ts是觸發(fā)嚴(yán)重事故的時(shí)間，δtr是過(guò)渡周期，t為當(dāng)前運(yùn)算時(shí)間。

23、其中，對(duì)于特定處理參數(shù)，則依據(jù)數(shù)據(jù)類型進(jìn)行特定處理，包括：

24、特定處理參數(shù)為嚴(yán)重事故仿真計(jì)算時(shí)間，當(dāng)觸發(fā)嚴(yán)重事故時(shí)，將當(dāng)前時(shí)間傳遞到嚴(yán)重事故模擬機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間；如果反應(yīng)堆停堆，或者反應(yīng)堆冷卻劑主泵跳閘在觸發(fā)嚴(yán)重事故時(shí)間之前，則根據(jù)從平滑過(guò)度算法計(jì)算傳輸?shù)臄?shù)據(jù)設(shè)置相應(yīng)的嚴(yán)重事故事件標(biāo)記并記錄反應(yīng)堆停堆或反應(yīng)堆冷卻劑主泵跳閘的時(shí)間，根據(jù)觸發(fā)嚴(yán)重事故時(shí)間與反應(yīng)堆停堆或跳泵的時(shí)間之間的差異來(lái)計(jì)算衰減功率；

25、特定處理參數(shù)為系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)物性狀態(tài)，根據(jù)每個(gè)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)中的水和氣體溫度，壓力和平均空泡份額數(shù)據(jù)，以計(jì)算該節(jié)點(diǎn)質(zhì)量和能量；如果空泡份額小于1.0*e-6，則假設(shè)該節(jié)點(diǎn)是水實(shí)體的；如果空泡份額大于0.999999，則假設(shè)該節(jié)點(diǎn)充滿過(guò)熱蒸汽，如果空隙率在1.0*e-6和0.999999之間，則假定該節(jié)點(diǎn)填充有蒸汽和水的兩相混合物；如果水溫和蒸汽溫度差小于1.0k，并且空隙率小于0.6，則假定水和蒸汽相處于熱平衡狀態(tài)；

26、特定處理參數(shù)為穩(wěn)壓器氣液狀態(tài)，將穩(wěn)壓器中的水位作為輸入，基于塌陷的水位判斷“水實(shí)體”條件或“蒸汽填充”條件的條件；

27、特定處理參數(shù)為蒸汽發(fā)生器二次側(cè)水位，蒸汽發(fā)生器二次側(cè)條件的輸入包括壓力、下降段中的坍塌水位以及水和氣體溫度；蒸汽發(fā)生器的熱工水力模型是雙區(qū)域模型，其中將與管束和汽水分離器接觸的區(qū)域設(shè)定為區(qū)域1，將下降段和圓頂是設(shè)定為區(qū)域2，基于下降段中的坍塌水位，計(jì)算區(qū)域2中的水和氣體空間屬性，將區(qū)域1中的坍塌水位設(shè)置為與區(qū)域2中的坍塌水位相同，這種相同水位的假設(shè)適用于沒有明顯熱量的情況從一次級(jí)側(cè)轉(zhuǎn)移到二次級(jí)側(cè)，并且蒸汽發(fā)生器沒有明顯的排放；

28、特定處理參數(shù)為泄壓箱中水氣物性，根據(jù)泄壓箱中水和氣體溫度，壓力和空泡份額計(jì)算泄壓箱中的水氣物性；如果爆破盤是完整的，則假定泄壓箱充滿均勻混合的水和蒸汽；如果爆破盤破裂，假設(shè)液相和氣相是分開的，則假泄壓箱充滿水，蒸汽和空氣；

29、特定處理參數(shù)為反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)熱阱溫度，反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)熱阱，包括反應(yīng)堆容器壁，冷腿和熱腿壁，蒸汽發(fā)生器傳熱管，除蒸汽發(fā)生器傳熱管外，不需要提供熱阱的溫度，作為替代，假定：

30、如果熱阱的內(nèi)表面和/或外表面與反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)接觸，則表面溫度非常接近反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)水或氣體溫度，這取決于熱阱表面是否被水或氣體覆蓋；

31、如果熱阱的內(nèi)表面或外表面與安全殼節(jié)點(diǎn)接觸，熱阱和安全殼節(jié)點(diǎn)之間的傳熱系數(shù)hc由在穩(wěn)態(tài)條件下從反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)到安全殼的熱損失計(jì)算得出，熱阱溫度to基于表面的能量平衡，由下式給出：

32、

33、其中，ks是熱阱的導(dǎo)熱系數(shù)，δxs是熱阱的厚度，ti是熱阱另一側(cè)與反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)接觸的溫度，to是安全殼節(jié)點(diǎn)中水或氣體溫度；

34、對(duì)于蒸汽發(fā)生器傳熱管，假設(shè)熱阱厚度上的溫度分布是線性函數(shù)，使用平滑過(guò)度算法計(jì)算的內(nèi)表面溫度和外表面溫度作為輸入；

35、特定處理參數(shù)為燃料和包層溫度，在計(jì)算觸發(fā)嚴(yán)重事故時(shí)的燃料和包殼的溫度和能量前，計(jì)算從包殼到水的傳熱系數(shù)；

36、如果反應(yīng)堆冷卻劑主泵處于運(yùn)行狀態(tài)、或在觸發(fā)嚴(yán)重事故之前跳閘，則通過(guò)堆芯的流速由反應(yīng)堆冷卻劑主泵曲線或墮轉(zhuǎn)曲線計(jì)算；

37、基于強(qiáng)迫循環(huán)關(guān)系式計(jì)算傳熱系數(shù)；如果反應(yīng)堆冷卻劑主泵跳閘時(shí)間超出預(yù)設(shè)時(shí)間，則采用傳熱系數(shù)為100w/㎡·℃，切換時(shí)的衰變功率用于計(jì)算從包殼到水的熱流密度；通過(guò)從燃料中心到水的能量平衡關(guān)系式確定包層和燃料的溫度；

38、特定處理參數(shù)為封閉節(jié)點(diǎn)中的水和氣體的質(zhì)量和能量，使用總壓力，蒸汽、水和氣體溫度的分壓以及安全殼節(jié)點(diǎn)中的坍塌水位作為輸入；假設(shè)安全殼內(nèi)的水和氣體是分開的，并且具有自己的特定溫度，根據(jù)安全殼節(jié)點(diǎn)中的水位計(jì)算水和氣體占據(jù)的體積；基于水溫和總壓力計(jì)算水的質(zhì)量和能量；安全殼節(jié)點(diǎn)中的氣體被假定為蒸汽和空氣的混合物，蒸汽分壓由平滑過(guò)度算法計(jì)算提供，而空氣分壓由總壓力和蒸汽分壓之差計(jì)算得出，基于分壓和氣體溫度計(jì)算氣體質(zhì)量和能量；

39、特定處理參數(shù)為安全殼熱阱的溫度，假定：

40、如果安全殼熱阱表面被水覆蓋，則安全殼熱阱表面溫度采用安全殼節(jié)點(diǎn)水溫；

41、如果安全殼熱阱表面被氣體覆蓋，則安全殼熱阱表面溫度采用安全殼節(jié)點(diǎn)氣體溫度；

42、如果熱阱是水平的，且水位高于熱阱表面高度，則熱阱表面被水覆蓋；

43、如果熱阱是垂直的，且水覆蓋部分超過(guò)50％，則熱阱被水覆蓋；

44、如果熱阱由鋼制成，則其厚度上的溫度分布假定在其內(nèi)表面和外表面之間是線性的；

45、如果熱阱由混凝土制成，則假設(shè)從其內(nèi)表面或外表面朝向中心的溫度分布在鄰近內(nèi)表面或外表面的熱邊界層內(nèi)遵循二次函數(shù)。

46、其中，將分析處理后的核電廠嚴(yán)重事故仿真數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶穗姀S技術(shù)支持中心的嚴(yán)重事故仿真模擬系統(tǒng)，包括：

47、核電廠嚴(yán)重事故仿真數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)分析處理后，通過(guò)modbus或opc通信協(xié)議與核電站技術(shù)支持中心進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；

48、預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)采集頻率和數(shù)據(jù)傳輸路徑，以確保數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性；

49、將分析處理后的核電廠嚴(yán)重事故仿真數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊夹g(shù)支持中心的嚴(yán)重事故模擬機(jī)中，從而完成嚴(yán)重事故模擬機(jī)的數(shù)據(jù)初始化。

50、為達(dá)上述目的，本技術(shù)第二方面實(shí)施例提出了一種外接式核電廠嚴(yán)重事故仿真數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)裝置，包括：

51、數(shù)據(jù)獲取模塊，用于從核電廠數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)獲取核電廠嚴(yán)重事故仿真數(shù)據(jù)；

52、數(shù)據(jù)處理模塊，用于對(duì)核電廠嚴(yán)重事故仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，使觸發(fā)嚴(yán)重事故所需的核電廠嚴(yán)重事故仿真數(shù)據(jù)變化平穩(wěn)；

53、數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于將分析處理后的核電廠嚴(yán)重事故仿真數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶穗姀S技術(shù)支持中心的嚴(yán)重事故仿真模擬系統(tǒng)，為后續(xù)的嚴(yán)重事故模擬機(jī)仿真計(jì)算提供數(shù)據(jù)來(lái)源。

54、為達(dá)上述目的，本技術(shù)第三方面實(shí)施例提出了一種電子設(shè)備，包括：處理器，以及與處理器通信連接的存儲(chǔ)器；

55、存儲(chǔ)器存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令；

56、處理器執(zhí)行存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令，以實(shí)現(xiàn)如前述技術(shù)方案的方法。

57、為達(dá)上述目的，本技術(shù)第四方面實(shí)施例提出了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令，計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時(shí)用于實(shí)現(xiàn)如前述技術(shù)方案的方法。

58、本技術(shù)提供的一種外接式核電廠嚴(yán)重事故仿真數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法、裝置、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，通過(guò)實(shí)時(shí)計(jì)算核電站系統(tǒng)熱工參數(shù)、電氣性能參數(shù)、堆芯參數(shù)及儀控參數(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)獲取模塊計(jì)算獲得的實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，包括數(shù)據(jù)補(bǔ)償計(jì)算、異常信號(hào)檢測(cè)、狀態(tài)模式識(shí)別，使觸發(fā)嚴(yán)重事故所需的熱工數(shù)據(jù)變化平穩(wěn)，沒有數(shù)據(jù)階躍變化或震蕩變化；將處理后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊夹g(shù)支持中心的嚴(yán)重事故仿真模擬系統(tǒng)，為后續(xù)的嚴(yán)重事故模擬機(jī)仿真計(jì)算提供數(shù)據(jù)來(lái)源。通過(guò)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)在不改造全范圍模擬機(jī)系統(tǒng)的前提下，只依托一臺(tái)主機(jī)，就可以獲得觸發(fā)嚴(yán)重事故模擬所需的仿真數(shù)據(jù)，即嚴(yán)重事故模擬機(jī)根據(jù)本驅(qū)動(dòng)器提供的數(shù)據(jù)可以完成初始化啟動(dòng)。

59、本技術(shù)附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本技術(shù)的實(shí)踐了解到。