本發(fā)明涉及核電廠綜合計算分析系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種模擬程序方法，該方法適用于核電廠模擬系統(tǒng)中將功率狀況和設(shè)計基準事故工況模擬切換至嚴重事故工況模擬。

背景技術(shù)：

韓國漢城國立大學(xué)核工程系發(fā)表的《Development of a Linked Analysis Method with RELAP5&MAAP4and Its Application》中，介紹了一種實現(xiàn)從RELAP5事故模擬程序切換到MAAP4事故模擬程序的方法。其實現(xiàn)步驟如下：

(1)在已知具體工況初始條件下同時運行RELAP5程序和MAAP4程序。

(2)在燃料包殼即將熔化且MAAP4的數(shù)據(jù)已被存儲到再啟動文件中時，進行切換操作。

(3)切換時，MAAP4程序?qū)⒈煌Ｖ?，同時RELAP5的計算結(jié)果按照MAAP4的模型要求進行處理，并將其模擬結(jié)果寫入到該切換時刻MAAP4存儲的再啟動文件中，再次啟動MAAP4進行繼續(xù)計算。

但上述切換方法存在以下缺點：

(1)該方法中，大破口工況和小破口工況在選擇燃料包殼熔化前的多個不同時刻點進行切換實驗，不同工況切換結(jié)果不同，且切換前后曲線平滑性差。

(2)該方法要求的切換時刻依托于MAAP4存儲的再啟動文件。只有MAAP4已存儲過的時刻點，且符合切換要求方能作為切換點。若想要實現(xiàn)切換時刻選擇性更多，則MAAP4程序需要更高的數(shù)據(jù)存儲頻率，既影響MAAP4的運行速度，同時數(shù)據(jù)存儲越多，就要求更多的硬盤空間。

(3)該方法中，由于MAAP4程序無法從事故瞬態(tài)工況開始計算，僅能從 穩(wěn)態(tài)工況開始計算，故在系統(tǒng)從功率工況和設(shè)計基準事故工況切換到嚴重事故工況前，MAAP4程序需要占用資源和RELAP程序同時運行。

(4)該方法是在切換時將RELAP5的模擬數(shù)據(jù)寫入到該時刻MAAP4存儲的再啟動文件中。要實現(xiàn)該功能需要解析其二進制格式的再啟動文件，分析出其再啟動文件的存儲格式及對應(yīng)的接口變量。該切換過程需要投入大量的人力物力，不確定性風險高，同時數(shù)據(jù)通訊具有不透明性。

(5)該方法中使用的MAAP4程序，由于美國電力研究院開發(fā)的時候，對于其再啟動功能僅用于調(diào)試使用，其再啟動文件存儲的數(shù)據(jù)未涵蓋MAAP4中所有的計算結(jié)果變量，MAAP4通過存儲的再啟動文件啟動后的程序計算結(jié)果與原MAAP4計算結(jié)果存在較大的差異。故該方法中使用MAAP4程序的再啟動文件重新啟動MAAP4程序，本身計算結(jié)果不可信。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種模擬程序切換方法，以保證切換的平滑性和合理性、避免系統(tǒng)資源浪費、減少實現(xiàn)切換所需的工作量及降低風險。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種模擬程序切換方法，適用于核電廠模擬系統(tǒng)中將功率狀況和設(shè)計基準事故工況模擬切換至嚴重事故工況模擬，包括：

(1)通過外部配置文件設(shè)定程序切換條件；

(2)從功率工況模擬開始，且僅啟動第一模擬程序及第一接口程序，同時將第二模擬程序及第二接口程序掛起；

(3)邏輯控制器解析外部配置文件以初始化程序切換的判別條件；

(4)監(jiān)測并判斷當前運行的第一模擬程序是否滿足切換條件；

(5)若滿足，則通過數(shù)據(jù)交換器和輸入卡解析器將第一模擬程序切換至第二模擬程序，反之，則繼續(xù)運行第一模擬程序；

其中，第一模擬程序為功率工況和設(shè)計基準事故工況模擬程序，第一接口程序用于第一模擬程序與核電廠模擬系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互，第二模擬程序為嚴重 事故工況模擬程序，第二接口程序用于第二模擬程序與核電廠模擬系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

(1)本發(fā)明中通過外部配置文件設(shè)定程序切換條件，且邏輯控制器通過外部配置文件來初始化判別條件，從而使得模擬程序的切換條件更具靈活性，不同的用戶需求或不同的事故工況可設(shè)定不同的切換條件；

(2)本發(fā)明中，嚴重事故工況模擬程序及其接口程序在切換前處于掛起狀態(tài)，切換后才開始運行，從而避免了系統(tǒng)資源的浪費；

(3)本發(fā)明中，通過數(shù)據(jù)交換器和輸入卡解析器進行模擬程序的切換，通過該輸入卡解析器可生成作為切換媒介的輸入卡，在任一時刻點，將功率工況和設(shè)計基準事故工況模擬程序的電廠狀態(tài)一次性映射到該輸入卡中，可快速地初始化嚴重事故模擬程序，使得切換前后兩模擬程序模擬的電廠狀態(tài)一致，保證了切換的平滑性和合理性；

(4)通過輸入卡解析器生成的輸入卡為切換功能的實現(xiàn)減少了工作量，降低了風險。

通過以下的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發(fā)明的實施例。

附圖說明

圖1為本發(fā)明模擬程序切換方法的主流程圖。

圖2為圖1中S105的子流程圖。

圖3為圖2中S202的子流程圖。

具體實施方式

現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實施例，附圖中類似的元件標號代表類似的元件。

請參考圖1，本發(fā)明提供了一種模擬程序切換方法，該方法適用于核電廠模 擬系統(tǒng)中將功率狀況和設(shè)計基準事故工況模擬切換至嚴重事故工況模擬，其主流程圖包括：

S101，通過外部配置文件設(shè)定程序切換條件。本發(fā)明中，默認該切換條件為燃料包殼最高溫度達到700℃～900℃之間的任一固定值，即將超出可模擬范圍的時候作為切換點，更符合切換目的，切換更加合理。

S102，從功率工況模擬開始，且僅啟動第一模擬程序及第一接口程序，同時將第二模擬程序及第二接口程序掛起。其中，第一模擬程序為功率工況和設(shè)計基準事故工況模擬程序，第一接口程序用于第一模擬程序與核電廠模擬系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互，第二模擬程序為嚴重事故工況模擬程序，第二接口程序用于第二模擬程序與核電廠模擬系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互。

S103，邏輯控制器解析外部配置文件以初始化程序切換的判別條件。

S104，邏輯控制器監(jiān)測并判斷當前運行的第一模擬程序是否滿足切換條件，若是，則執(zhí)行步驟S105，反之，則執(zhí)行S106。

S105，通過數(shù)據(jù)交換器和輸入卡解析器將第一模擬切換至第二模擬程序。

S106，繼續(xù)運行第一模擬程序，并執(zhí)行S104。

具體地，如圖2所示，S105具體包括：

S201，數(shù)據(jù)交換器對第一模擬程序和第二模擬程序的數(shù)據(jù)進行融合。由于功率工況和設(shè)計基準事故工況模擬程序的模型和嚴重事故工況模擬程序的模型在節(jié)點劃分上會存在部分差異，導(dǎo)致嚴重事故工況模擬程序的節(jié)點參數(shù)與功率工況和設(shè)計基準事故工況模擬程序的節(jié)點參數(shù)存在“一對一”或“一對多”或“多對一”等關(guān)系。因此在數(shù)據(jù)處理過程中需要通過求和或求均值等操作來實現(xiàn)兩者數(shù)據(jù)的融合。假設(shè)功率工況和設(shè)計基準事故工況模擬程序的核心程序以RELAP5為例，嚴重事故工況模擬程序以MELCOR1.8.6為例。關(guān)于壓力容器下行水道控制體(CV100)，RELAP5的模型和MELCOR1.8.6的模型存在多對一的情況。MELCOR1.8.6中控制體CV100的六個參數(shù)可通過對RELAP5中與之對應(yīng)的多個參數(shù)進行權(quán)重計算來獲得。

S202，通過數(shù)據(jù)交換器和輸入卡解析器生成第二模擬程序的輸入卡；

S203，數(shù)據(jù)交換器將第一電廠狀態(tài)寫入輸入卡中，調(diào)用輸入卡以初始化第二模擬程序的電廠初始條件，其中第一電廠狀態(tài)為第一模擬程序模擬計算所得；

S204，啟動第二模擬程序及第二接口程序，同時停止第一模擬程序及其接口程序。

具體地，如圖3所示，S202具體包括：

S301，輸入卡模板解析器讀取輸入卡模板，其中輸入卡模板包括電廠模型定義模塊和外部接口定義模塊。

在本發(fā)明中，電廠模型定義的語法需符合嚴重事故模擬程序的輸入要求。電廠模型定義的規(guī)格需與核電廠模擬系統(tǒng)上功率工況和設(shè)計基準事故工況模擬程序模擬的規(guī)格一致。而外部接口定義實際上是一個基于在已定義的電廠模型上，增加一個可動態(tài)獲取最新數(shù)據(jù)的接口模塊。外部接口定義模塊使用一個特殊的標記進行標識，比如使用“{}”進行標識，且該外部接口定義模塊支持加減乘除和優(yōu)先級運算。

S302，輸入卡模板解析器解析并定位外部接口定義模塊中的標識符號。

S303，輸入卡解析器解析外部接口定義模塊中的定義內(nèi)容，并識別外部接口定義模塊中參與計算的外部接口參數(shù)。

S304，輸入卡解析器從數(shù)據(jù)交換器中獲取外部接口參數(shù)的值。

S305，按照外部接口定義模塊中所定義的接口邏輯關(guān)系對外部接口參數(shù)的值進行數(shù)值計算，以得到期望數(shù)值。

S306，判斷輸入卡模板中是否有調(diào)試標識符，若有，則執(zhí)行S307，反之，則執(zhí)行S308。

S307，將外部接口定義模塊中標識符號所標識的區(qū)域內(nèi)容替換成期望數(shù)值以生成新語句，并在新語句后面增加一條備注信息，該備注信息中注明外部接口引用到的接口變量在切換時刻的值，并將包括有備注信息的語句重新寫入到所述輸入卡中。

S308，將外部接口定義模塊中標識符號所標識的區(qū)域內(nèi)容替換成期望數(shù)值以生成新語句，并將新語句重寫寫入到輸入卡中。

也就是說，通過輸入卡模板，可以清晰的看出核電廠模擬系統(tǒng)上功率工況和設(shè)計基準事故工況模擬程序和嚴重事故模擬程序的接口對應(yīng)關(guān)系，且在輸入卡模板可生成帶調(diào)試信息的輸入卡。在生成的輸入卡中，調(diào)試信息以備注的形式注明外部接口引用到的接口變量在切換時刻的值，為模型調(diào)試人員進行調(diào)試工作提供了便利。

綜上，從以上描述可以看出，本發(fā)明的方法具備以下優(yōu)點：

(1)本發(fā)明中通過外部配置文件設(shè)定程序切換條件，且邏輯控制器通過外部配置文件來初始化判別條件，從而使得模擬程序的切換條件更具靈活性，不同的用戶需求或不同的事故工況可設(shè)定不同的切換條件；

(2)本發(fā)明中，嚴重事故工況模擬程序及其接口程序在切換前處于掛起狀態(tài)，切換后才開始運行，從而避免了系統(tǒng)資源的浪費；

(3)本發(fā)明中，通過數(shù)據(jù)交換器和輸入卡解析器進行模擬程序的切換，通過該輸入卡解析器可生成作為切換媒介的輸入卡，在任一時刻點，將功率工況和設(shè)計基準事故工況模擬程序的電廠狀態(tài)一次性映射到該輸入卡中，可快速地初始化嚴重事故模擬程序，使得切換前后兩模擬程序模擬的電廠狀態(tài)一致，保證了切換的平滑性和合理性；

(4)使用的切換媒介是嚴重事故工況模擬程序的標準輸入卡，該輸入卡有規(guī)范的語法要求。讀懂輸入卡是使用嚴重事故工況模擬程序的基本條件。故不需要重新解析該輸入卡文件，為切換功能的實現(xiàn)減少了工作量，降低了風險；

(5)輸入卡是作為嚴重事故工況模擬程序計算的初始條件，以其作為切換的媒介，保證了切換后計算結(jié)果的準確性和可信性；

(6)輸入卡模板中的外部接口定義模塊是用于定義功率工況和設(shè)計基準事故工況模擬程序和嚴重事故模擬程序的接口對應(yīng)關(guān)系，針對不同的工況，可進行不同的接口定義，適用性廣；

(7)輸入卡模板可獨立進行調(diào)試，通過模型調(diào)試，可不斷優(yōu)化功率工況和設(shè)計基準事故工況模擬程序和嚴重事故模擬程序的接口對應(yīng)關(guān)系，確保切換前后的核電廠模擬系統(tǒng)計算出的核電廠狀態(tài)參數(shù)變化更為平滑與合理；

(8)通過本發(fā)明中的切換技術(shù)實現(xiàn)在程序切換時，核電廠功率工況和設(shè)計基準事故工況模擬程序的接口數(shù)據(jù)自動進行計算處理，并按照核電廠嚴重事故模擬程序的模型接口要求，將數(shù)據(jù)傳給核電廠嚴重事故模擬程序，避免了人為因素引起的計算失誤；

(9)本發(fā)明中的輸入卡模板是透明的，具有可讀性和調(diào)式性，可以直觀的展示切換狀態(tài)變化及切換時的數(shù)據(jù)交互方式；

(10)本發(fā)明中輸入卡模板內(nèi)定義的外部接口是可直接修改的，具有免編譯性；

(11)本發(fā)明在核電廠模擬系統(tǒng)上實現(xiàn)了功率工況模擬核設(shè)計基準事故模擬與嚴重事故模擬的切換，即實現(xiàn)了全工況模擬，滿足了核電廠進行全工況事故分析計算或者演習(xí)模擬的需求。

以上結(jié)合最佳實施例對本發(fā)明進行了描述，但本發(fā)明并不局限于以上揭示的實施例，而應(yīng)當涵蓋各種根據(jù)本發(fā)明的本質(zhì)進行的修改、等效組合。