發(fā)布時(shí)間：2020-04-17 05:37

【摘要】：最佳估算加不確定性分析方法在核電廠事故安全分析和執(zhí)照申請(qǐng)中的應(yīng)用是近年來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。目前,國(guó)際上已發(fā)展了多種不確定性評(píng)估方法用于電廠設(shè)計(jì)以及安全評(píng)審,這些方法需已知不確定性來(lái)源的概率密度分布或區(qū)間分布,通過(guò)不確定性傳遞來(lái)得到與安全相關(guān)輸出響應(yīng)的分布情況。雖然評(píng)估整體事故瞬態(tài)的不確定性分析方法已基本研究成熟,但其中的關(guān)鍵步驟——不確定性來(lái)源的分布還需進(jìn)一步研究,特別是對(duì)最佳估算程序中物理模型的不確定性量化。大部分的熱工水力系統(tǒng)程序并沒有包含其中物理模型對(duì)于具體事故現(xiàn)象計(jì)算的不確定性信息,特別是對(duì)很多難以通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接測(cè)量的模型參數(shù),如摩擦系數(shù)、相間傳熱系數(shù)等,目前主要的量化方法仍是通過(guò)專家判斷進(jìn)行保守估計(jì)。因此,利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)學(xué)原理提出更客觀準(zhǔn)確的物理模型不確定性量化方法是十分必要的。結(jié)合國(guó)內(nèi)外對(duì)于不確定性分析方面的趨勢(shì)和需求,本研究圍繞三個(gè)方面開展工作:(1)提出在實(shí)驗(yàn)中不可測(cè)量模型參數(shù)的不確定性量化方法;(2)將提出的方法應(yīng)用于模型評(píng)估;(3)結(jié)合評(píng)估結(jié)果進(jìn)行模型改進(jìn)。本研究選擇了大破口事故的再淹沒現(xiàn)象作為不確定性量化方法的應(yīng)用實(shí)例,一方面是考慮到再淹沒現(xiàn)象涉及傳熱和流動(dòng)的各種流型,包含很多不可測(cè)量的模型參數(shù),對(duì)于評(píng)估這些參數(shù)的不確定性仍存在著困難;另一方面是由于很多最佳估算程序?qū)Φ土髁抗r下再淹沒現(xiàn)象的模擬存在較大誤差,相關(guān)模型有待改進(jìn)。本文的主要工作包括:1.提出了新的用于評(píng)估最佳估算程序中實(shí)驗(yàn)不易測(cè)量的物理模型的不確定性量化方法。本文通過(guò)可測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與模型輸出響應(yīng)之間的誤差,求解反問題得到輸入模型參數(shù)的不確定性。采用確定論方法解決輸入模型與輸出響應(yīng)之間近似為線性關(guān)系的問題,基于期望最大化(EM)算法推導(dǎo)待求模型不確定性的均值和方差;對(duì)非線性關(guān)系及更一般的問題采用隨機(jī)論方法,結(jié)合徑向基函數(shù)(RBF)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建代理模型以及自適應(yīng)加密訓(xùn)練數(shù)據(jù)的算法,基于MCMC方法對(duì)模型參數(shù)在其后驗(yàn)空間內(nèi)抽樣并統(tǒng)計(jì)其均值和方差。2.利用再淹沒分項(xiàng)實(shí)驗(yàn)FEBA臺(tái)架六個(gè)工況的數(shù)據(jù)對(duì)典型熱工水力程序中相關(guān)的模型參數(shù)進(jìn)行不確定性評(píng)估。通過(guò)敏感性分析確定關(guān)鍵模型參數(shù),并對(duì)提出的兩種評(píng)估方法分別進(jìn)行了應(yīng)用,得到關(guān)鍵模型參數(shù)的不確定性分布,最后對(duì)這兩種不確定性評(píng)估方法進(jìn)行對(duì)比分析。3.結(jié)合模型參數(shù)的敏感性分析和不確定性評(píng)估結(jié)果,對(duì)膜態(tài)沸騰壁面?zhèn)鳠崮Ｐ鸵约皬浬⒘飨嚅g摩擦模型進(jìn)行了研究、改進(jìn)和驗(yàn)證。依據(jù)當(dāng)前最新的研究方向,基于液滴行為對(duì)傳熱和流動(dòng)的影響改進(jìn)膜態(tài)沸騰壁面?zhèn)鳠崮Ｐ?而對(duì)目前仍存在很大認(rèn)知不確定性的彌散流相間摩擦模型,則利用基于MCMC方法得到的正態(tài)分布均值對(duì)模型系數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。本文應(yīng)用改進(jìn)模型對(duì)FEBA和FLECHT SEASET實(shí)驗(yàn)進(jìn)行計(jì)算,結(jié)果表明改進(jìn)模型能明顯提高預(yù)測(cè)包殼溫度和潤(rùn)濕時(shí)間的準(zhǔn)確性。本文取得的研究成果對(duì)我國(guó)核電軟件自主化工作的驗(yàn)證部分以及最佳估算加不確定性分析方法的完善有重要的學(xué)術(shù)意義和應(yīng)用價(jià)值。
【圖文】：

圖 1- 7 彌散流膜態(tài)沸騰的傳熱機(jī)理示意圖gram of heat transfer machenism for dispersed flo DFFB 較全面的傳熱機(jī)理圖，壁面對(duì)流wg ,convq 、壁面對(duì)氣相的輻射換熱wg ,radq 、對(duì)液滴的輻射換熱wd ,radq ；兩相之間的換熱gd ,convq 、輻射換熱gd ,radq 以及液滴蒸發(fā)digaroglu[85, 86]開發(fā)了一個(gè)三維模型模擬再采用了傳統(tǒng)的 Euler 網(wǎng)格建立氣相方程描述液滴運(yùn)動(dòng)軌跡，這個(gè)三維模型得到計(jì)算復(fù)雜，，不適用于系統(tǒng)程序，所以工程了 DFFB 的機(jī)理傳熱模型，較完整的建驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合較好的結(jié)果。Groeneveld D 一個(gè)查閱表，這個(gè)表是基于 20785 個(gè)2
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM623.8

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 冉旭;張曉華;李捷;楊帆;吳鵬;;核電廠最佳估算加不確定性分析方法研究綜述[J];科技視界;2015年24期

2 冉旭;陳炳德;張渝;;RELAP5再淹沒臨界后傳熱模型不確定性研究[J];原子能科學(xué)技術(shù);2014年01期

3 林誠(chéng)格;劉志_";趙瑞昌;;壓水堆失水事故最佳估算方法研究[J];核安全;2010年01期

本文編號(hào)：2630516