Применение методов статистического анализа для расчетного обоснования безопасности реакторных установок

• Автор: Козлачков, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Подольск
• Количество страниц: 159 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Г лава 1. Обзор используемых средств и методов обоснования безопасности реакторных установок с ВВЭР и основные

положения диссертационной работы

1.1 Традиционный консервативный детерминистический подход

1.2 Многовариантные расчеты. Анализы неопределенности

1.3 Сопряженные коды с моделью трехмерной нейтронной

кинетики реактора

1.4 Надежность аварийной защиты реактора

1.5 Основные положения диссертационной работы

Глава 2. Анализ аварий с применением многовариантных расчетов
и методов статистической обработки данных
2.1 Описание исследуемого аварийного процесса
2.2 Методика многовариантных расчетов и применяемые
расчетные коды
2.3 Неопределенность момента обесточивания в
рассматриваемой аварии
2.4 Неопределенность комплекса входных параметров
2.5 Статистическая обработка результатов расчета
2.6 Выводы ко второй главе
Глава 3. Анализ неопределенности и чувствительности при использовании сопряженных кодов с моделью трехмерной
нейтронной кинетики реактора
3.1 Постановка задачи
3.2 Консервативный расчет аварии
3.3 Анализ неопределенности и чувствительности
3.4 Выводы к третьей главе

Глава 4. Обоснование надежности аварийной защиты реактора в части выполнения критериев безопасности с применением статистических методов исследования
4.1 Постановка задачи
4.2 Основные подходы расчетного моделирования
4.3 Выбор и описание аварийного режима
4.4 Совместное использование детерминистического и вероятностного подходов
4.5 Оценка вероятности нарушения критериев безопасности по процедуре Монте-Карло с использованием поверхности отклика
4.6 Обработка результатов для различного количества
отказов ОР СУЗ
4.7 Оценка консервативности и точности результатов
4.8 Выводы к четвертой главе
Глава 5. Применение искусственных нейронных сетей для
исследования надежности аварийной защиты реактора
5.1 Развитие искусственных нейронных сетей
5.2 Устройство искусственного нейрона и нейронных сетей
5.3 Частный случай нейронной сети
5.4 Нейронные сети с несколькими слоями
5.5 Алгоритм обучения искусственной нейронной сети
5.6 Способность искусственной нейронной сети оценивать результаты динамического процесса при плавном изменении параметров
5.7 Плавные и резкие процессы
5.8 Моделирование резких переходных процессов при помощи искусственной нейронной сети
5.9 Выводы к пятой главе
Заключение
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Одним из важнейших аспектов проектирования реакторных установок (РУ) является расчетное обоснование безопасности при переходных процессах. Необходимо достичь разумного баланса между технико-экономическими показателями энергоблока (мощность, эффективность использования ядерного топлива, длительность топливной кампании) и его безопасностью. Этому способствует дальнейшее совершенствование расчетного обоснования безопасности.
Тема диссертации связана с разработкой и внедрением новых методик в расчетное обоснование безопасности РУ с водо-водяными энергетическими реакторами (ВВЭР). Эти методики основаны на проведении многовариантных расчетов и последующей обработке полученных данных с использованием математической статистики.
Актуальность темы диссертации определяется необходимостью дальнейшего развития атомной энергетики и повышением конкурентоспособности энергоблоков российских проектов, в том числе, в части обеспечения их безопасности.
Представлены исследования различных вопросов анализа
неопределенности и чувствительности на примере некоторых значимых
аварийных режимов РУ с ВВЭР. Такие расчетные анализы обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными: определяют исходные
параметры, которые наиболее существенно влияют на результаты; устанавливают вероятностные запасы безопасности; позволяют подтвердить консервативность традиционных детерминистических анализов безопасности. Сопоставлены различные методы статистической обработки расчетных данных: непараметрическая оценка (формула Уилкса), построение функции
распределения вероятности, нахождение поверхности отклика и использование ее в процедуре Монте-Карло.

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ АВАРИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ МНОГОВАРИАНТНЫХ РАСЧЕТОВ И МЕТОДОВ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ
2.1 Описание исследуемого аварийного процесса
В данной главе представлены результаты применения расчетной методики с многовариантными вычислениями и анализами неопределенности и чувствительности на примере аварии с исходным событием «Разрыв паропровода» [72]. Рассмотренная авария является одной из определяющих среди реактивностных аварий. Расчетные исследования выполнены для реакторной установки В-320 с реактором ВВЭР-1000 на номинальной мощности.
Подробное изучение особенностей исследуемой аварии важно при выполнении анализа неопределенности и чувствительности. Для выявления входных параметров, неопределенность которых может повлиять на результаты расчета, следует проанализировать последовательность событий в данном процессе.
Ряд допущений, касательно работоспособности систем и дополнительных отказов, при исследовании аварии принимается таким же, как в практике выполнения анализов безопасности. Неопределенность этих допущений в данном случае не исследуется, т. е. анализ проводится согласно опции 3 таблицы 1.
В результате исходного события происходит истечение пара, как из аварийного, так и из работоспособных парогенераторов через главный паровой коллектор (ГПК), что вызывает снижение давления во втором контуре. По сигналу уменьшения давления в ГПК закрываются стопорные клапаны турбины. Увеличившийся теплоотвод от первого контура приводит к снижению параметров в нем - происходит существенное захолаживание теплоносителя,