一種核電廠地震疊加外部水淹風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及核電廠風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)，更具體的說，涉及一種核電廠地震疊加外部水 淹風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 核電廠概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)從上個(gè)世紀(jì)70年代開始發(fā)展至今，對(duì)于包括地震和 外部水淹在內(nèi)的單一內(nèi)、外部災(zāi)害，都已經(jīng)形成了比較成熟的導(dǎo)則和標(biāo)準(zhǔn)，如ASME/ANS Ra-Sa-2009, ERPI TR-1002989等。對(duì)于地震和外部水淹等對(duì)于核電廠有整體性影響的單 一外部災(zāi)害，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的過程一般分為危險(xiǎn)性分析、易損度評(píng)價(jià)和系統(tǒng)分析（響應(yīng)分析）三 部分。
[0003] 在福島核事故之前，對(duì)于核電廠外部災(zāi)害疊加情形的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估沒有引起足夠的重 視，對(duì)于地震疊加外部水淹等災(zāi)害疊加情形的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估并沒有形成一套規(guī)范成熟的技術(shù)方 法，而福島核事故正是由于地震疊加海嘯導(dǎo)致了堆芯損壞和放射性大規(guī)模釋放。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，解決現(xiàn)有的核電廠概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)只能針對(duì) 單一外部災(zāi)害進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、無法反應(yīng)出核電廠外部災(zāi)害疊加情形對(duì)核電廠風(fēng)險(xiǎn)影響。
[0005] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案為：提供一種核電廠地震疊加外部水淹風(fēng)險(xiǎn) 評(píng)估方法，包括如下步驟：
[0006] S100、核電廠地震響應(yīng)分析及定量化：通過故障樹/事件樹方法分析核電廠地震 下響應(yīng)情況，包括地震是否會(huì)導(dǎo)致核電廠發(fā)生堆芯損壞的事件發(fā)生、核電廠主要緩解系統(tǒng) 的地震影響；建立地震前端樹模型，定量化得到地震強(qiáng)度a下地震直接導(dǎo)致堆芯損壞事 故序列的發(fā)生頻率CDF 1 (a)、地震非直接導(dǎo)致堆芯損壞的地震損傷態(tài)事故序列的發(fā)生頻率 SDSF(a)；
[0007] S200、核電廠廠址地震導(dǎo)致外部水淹發(fā)生頻率分析：通過如下公式計(jì)算核電廠廠 址地震導(dǎo)致外部水淹發(fā)生頻率F (a，h):
[0008] F (a, h) = F (a) · D (a, h) · f (a, h)
[0009] 公式中，
[0010] F (a)表示地震強(qiáng)度a的發(fā)生頻率；
[0011] D (a，h)表示地震強(qiáng)度a下外部水淹高度h發(fā)生的條件概率；
[0012] f(a，h)表示地震強(qiáng)度a疊加外部水淹高度h下電廠防護(hù)堤的條件失效概率；
[0013] 然后，定量化得到地震損傷態(tài)事故序列疊加外部水淹發(fā)生的頻率SDSF (a，h)，公式 如下：
[0014] SDSF (a, h) = SDSF (a) *F(a, h)；
[0015] S300、核電廠地震疊加外部水淹情形響應(yīng)分析及定量化：在地震損傷態(tài)事故序 列疊加外部水淹發(fā)生的基礎(chǔ)上建立外部水淹前端樹模型，得到地震疊加外部水淹前端樹 模型；定量化得到地震疊加外部水淹直接導(dǎo)致堆芯損壞事故序列的發(fā)生頻率OTF2 (a，h)、 地震疊加外部水淹非直接導(dǎo)致堆芯損壞的地震疊加外部水淹損傷態(tài)事故序列的發(fā)生頻率 SFDSF(a, h)；
[0016] S400、計(jì)算核電廠地震疊加外部水淹風(fēng)險(xiǎn)：在地震疊加外部水淹損傷態(tài)事故序列 基礎(chǔ)上聯(lián)接電廠的內(nèi)部事件模型，定量化得到SFDS序列導(dǎo)致的堆芯損壞頻率CDF 3 (a，h)，通 過如下公式計(jì)算地震強(qiáng)度a、外部水淹高度h下核電廠總的堆芯損壞頻率CDF,& (a，h):
[0017] CDF總（a，h) = CDF1 (a) +CDF2 (a，h) +CDF3 (a，h)。
[0018] 在本發(fā)明的核電廠地震疊加外部水淹風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法中，所述步驟S200之前還包 括：
[0019] S150、核電廠廠址地震導(dǎo)致外部水淹情形識(shí)別：根據(jù)廠址特點(diǎn)，選擇地震疊加的外 部水淹情形，所述外部水淹情形包括天文潮、風(fēng)暴潮、海嘯、河流潰壩、強(qiáng)降雨、湖震。
[0020] 在本發(fā)明的核電廠地震疊加外部水淹風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法中，所述步驟SlOO之前還包 括如下步驟：
[0021] S010、核電廠廠址地震危險(xiǎn)性分析：根據(jù)核電廠廠址的地震歷史、區(qū)域地震學(xué)、區(qū) 域地質(zhì)學(xué)內(nèi)容，得到地震危險(xiǎn)性曲線；
[0022] S020、地震疊加外部水淹下核電廠設(shè)備清單的整理和篩選：收集核電廠所有為地 震疊加外部水淹事件提供保護(hù)和緩解功能所必需的構(gòu)筑物、系統(tǒng)和部件清單；
[0023] S030、核電廠設(shè)備地震易損度評(píng)價(jià)：根據(jù)電廠抗震設(shè)計(jì)信息，評(píng)估出核電廠安全重 要的構(gòu)筑物、系統(tǒng)和部件在不同地震強(qiáng)度下的條件失效概率；
[0024] S040、核電廠設(shè)備外部水淹失效概率評(píng)價(jià)：計(jì)算核電廠設(shè)備淹沒失效概率和沖擊 失效概率。
[0025] 在本發(fā)明的核電廠地震疊加外部水淹風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法中，所述步驟S030包括：
[0026] 根據(jù)三個(gè)地震易損度參數(shù)：中值抗震能力A111、隨機(jī)性、不確定性，計(jì)算出不 同地震強(qiáng)度a下的安全重要的構(gòu)筑物、系統(tǒng)和部件條件失效概率，公式如下：
[0028] 公式中：
[0029] Q = P [f〈f' I a]表示對(duì)應(yīng)于地震強(qiáng)度a的條件失效概率f小于f'的主觀概率； [0030] Φ1 ·]表示框格內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)累積高斯分布的逆。
[0031] 在本發(fā)明的核電廠地震疊加外部水淹風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法中，所述步驟S040包括：
[0032] 設(shè)備失效水淹高度的識(shí)別和確定，保守認(rèn)為水位達(dá)到設(shè)備失效水淹高度，即設(shè)備 失效概率為1 ;
[0033] 未達(dá)到水淹高度，進(jìn)行設(shè)備水動(dòng)力沖擊失效評(píng)估，針對(duì)海嘯、洪水等外部水淹方 式，根據(jù)三個(gè)外部水淹易損度參數(shù)：外部水淹高度中值H ni、隨機(jī)性γκ、不確定性Yu，計(jì)算出 不同外部水淹高度h下的安全重要的構(gòu)筑物、系統(tǒng)和部件條件失效概率，公式如下：
[0035] 公式中：
[0036] Q = P [f〈f' I h]表示對(duì)應(yīng)于外部水淹高度h的條件失效概率f小于f'的主觀概 率；
[0037] Φ<[ ·]表示框格內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)累積高斯分布的逆。
[0038] 實(shí)施本發(fā)明，具有如下有益效果：本發(fā)明在地震概率安全評(píng)價(jià)方法和外部水淹概 率安全評(píng)價(jià)方法的基礎(chǔ)之上，通過定量化得到地震損傷態(tài)事故序列疊加外部水淹發(fā)生頻率 的方式，很好的處理了地震和外部水淹之間的相關(guān)性，從而保證了分析方法和結(jié)果的正確 性。
【附圖說明】
[0039] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的 附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng) 域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附 圖。
[0040] 圖1為本發(fā)明核電廠地震疊加外部水淹風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法較佳實(shí)施例的流程示意圖；
[0041] 圖2為本發(fā)明核電廠地震疊加外部水淹風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法另一較佳實(shí)施例的流程示 意圖；
[0042] 圖3為本發(fā)明較佳實(shí)施例地震導(dǎo)致海嘯風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法的流程示意圖；
[0043] 圖4為本發(fā)明較佳實(shí)施例地震導(dǎo)致海嘯風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法中的地震導(dǎo)致海嘯條件概 率分析流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其 他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0045] 現(xiàn)有的核電廠概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)只能針對(duì)單一外部災(zāi)害進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，但是多種 外部災(zāi)害之間具有內(nèi)部聯(lián)系，只對(duì)單一外部災(zāi)害進(jìn)行評(píng)估無法放映出核電廠外部災(zāi)害疊加 情形的影響。本發(fā)明的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于，提供一種核電廠地震疊加外部水淹風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法， 通過定量化得到地震損傷態(tài)事故序列疊加外部水淹發(fā)生頻率的方式，準(zhǔn)確計(jì)算核電廠在地 震疊加外部水淹下反應(yīng)堆的堆芯損壞頻率，為