核電廠主控室盤臺火災風險定量分析方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及核電廠火災概率安全評估技術領域，特別是涉及一種核電廠主控室盤 臺火災風險定量分析方法和系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 核電廠主控室盤臺火災會導致核電廠堆芯損壞，威脅核安全。因此，核電廠主控 室盤臺火災是必須進行風險分析的火災場景。美國核管理委員會（Nuclear Regulatory Commission)和電力研究所（Electric Power Research Institute)聯(lián)合頒布的《核電廠火 災概率安全評價方法》(NUREG/CR-6850)是目前較全面的核電廠火災概率安全評價方法。但 是，該方法針對核電廠主控室盤臺火災風險定量分析中，忽視了盤臺燃燒熱釋放速率的變 化、盤臺本身的結構特征、火焰?zhèn)鞑サ戎T多因素，該方法的主控室盤臺火災風險定量分析方 法不全面。同時，在2001年，美國消防協(xié)會（National Fire Protection Association)頒布 ((Fire Protection for Light Water Reactor Electric Generating Plants)) (NFPA-805), 鼓勵現(xiàn)有核電廠采用風險指引，基于火災性能化進行火災概率安全分析工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 基于此，為解決現(xiàn)有技術中的問題，本發(fā)明提供一種核電廠主控室盤臺火災風險 定量分析方法和系統(tǒng)，在NUREG/CR-6850中提出的火災概率安全評價方法的基礎上，利用 場模型軟件分析主控室盤臺火災場景，實現(xiàn)對主控室盤臺火災風險的定量分析。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例采用以下技術方案：
[0005] -種核電廠主控室盤臺火災風險定量分析方法，包括如下步驟：
[0006] 分別根據(jù)不同的核電廠主控室盤臺火災場景的場景參數(shù)模擬主控室盤臺火災動 力學過程，獲取火災發(fā)展過程特征參數(shù)；所述場景系數(shù)包括火源特征參數(shù)、火源熱釋放速率 和核電廠主控室?guī)缀谓Y構參數(shù)；
[0007] 根據(jù)所述火災發(fā)展過程特征參數(shù)對比主控室棄置判定條件，確定在不同的所述場 景參數(shù)下主控室被棄置的時間；
[0008] 根據(jù)所述主控室被棄置的時間計算在不同的所述場景參數(shù)下火災未被抑制的概 率；
[0009] 分別獲取與不同的所述火源熱釋放速率相對應的火災場景嚴重系數(shù)，并根據(jù)所述 火災場景嚴重系數(shù)、所述火災未被抑制的概率、不同的核電廠主控室盤臺火災場景的條件 堆芯損壞概率以及所述核電廠主控室盤臺著火頻率，獲得核電廠堆芯損壞頻率。
[0010] 以及一種核電廠主控室盤臺火災風險定量分析系統(tǒng)，包括：
[0011] 模擬模塊，分別根據(jù)不同的核電廠主控室盤臺火災場景的場景參數(shù)模擬主控室盤 臺火災動力學過程，獲取火災發(fā)展過程特征參數(shù)；所述場景參數(shù)包括火源熱釋放速率和核 電廠主控室?guī)缀谓Y構參數(shù)；
[0012] 主控室棄置判定模塊，用于根據(jù)所述火災發(fā)展過程特征參數(shù)對比主控室棄置判定 條件，確定在不同的所述場景參數(shù)下主控室被棄置的時間；
[0013] 火災未被抑制概率求算模塊，根據(jù)所述主控室被棄置的時間計算在不同的所述場 景參數(shù)下火災未被抑制的概率；
[0014] 計算模塊，用于分別獲取與不同的所述火源熱釋放速率相對應的火災場景嚴重系 數(shù)，并根據(jù)所述火災場景嚴重系數(shù)、所述火災未被抑制的概率、不同的核電廠主控室盤臺火 災場景的條件堆芯損壞概率以及所述核電廠主控室盤臺著火頻率，獲得核電廠堆芯損壞頻 率。
[0015] 本發(fā)明針對核電廠主控室盤臺火災，綜合考慮火源熱釋放速率的變化、盤臺本身 的結構特征以及火焰?zhèn)鞑サ纫蛩兀趫瞿Ｐ蛙浖治鲋骺厥冶P臺火災動力學過程，采用 性能化的方法，結合概率安全分析技術，定量評估核電廠主控室盤臺火災風險，有利于核電 廠的防火設計。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明的核電廠主控室盤臺火災風險定量分析方法在一個實施例中的流 程不意圖；
[0017] 圖2為本發(fā)明中根據(jù)核電廠主控室盤臺火災發(fā)展過程建立的火災場景事件樹；
[0018] 圖3為本發(fā)明實施例中利用場模型軟件模擬主控室盤臺火災場景的流程示意圖；
[0019] 圖4為本發(fā)明的核電廠主控室盤臺火災風險定量分析系統(tǒng)在一個實施例中的結 構示意圖。
【具體實施方式】
[0020] 下面將結合較佳實施例及附圖對本發(fā)明的內(nèi)容作進一步詳細描述。顯然，下文所 描述的實施例僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普 通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的 范圍。應當說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關的部分而非全部內(nèi)容。
[0021] 圖1是本發(fā)明的核電廠主控室盤臺火災風險定量分析方法在一個實施例中的流 程示意圖，本實施例的核電廠主控室盤臺火災風險定量分析方法可以由場模型軟件來執(zhí) 行。如圖1所示，本實施例中的核電廠主控室盤臺火災風險定量分析方法包括以下步驟：
[0022] 步驟S100,分別根據(jù)不同的核電廠主控室盤臺火災場景的場景參數(shù)模擬主控室盤 臺火災動力學過程，獲取火災發(fā)展過程特征參數(shù)；所述場景系數(shù)包括火源特征參數(shù)、火源熱 釋放速率和核電廠主控室?guī)缀谓Y構參數(shù)；
[0023] 步驟S200,根據(jù)所述火災發(fā)展過程特征參數(shù)對比主控室棄置判定條件，確定在不 同的所述場景參數(shù)下主控室被棄置的時間；
[0024] 步驟S300,根據(jù)所述主控室被棄置的時間計算在不同的場景參數(shù)下火災未被抑制 的概率；
[0025] 步驟S400,分別獲取與不同的所述火源熱釋放速率相對應的火災場景嚴重系數(shù)；
[0026] 步驟S500,根據(jù)所述火災場景嚴重系數(shù)、所述火災未被抑制的概率、不同的核電廠 主控室盤臺火災場景的條件堆芯損壞概率以及所述核電廠主控室盤臺著火頻率，獲得核電 廠堆芯損壞頻率。
[0027] 具體的，可根據(jù)核電廠主控室盤臺火災發(fā)展過程，建立火災場景事件樹，如圖2所 示，事件樹中的事件包括：
[0028] 初始事件：主控盤臺發(fā)生火災；
[0029] 中間事件：是否發(fā)生火災蔓延；
[0030] 結束事件：是否棄置主控制室。
[0031] 其中，火災蔓延是指一個主控室盤臺著火后，引起相鄰（兩邊）的盤臺發(fā)生火災， 若火災發(fā)生后15min未被撲滅，則認為其發(fā)生了火災蔓延，而火災不蔓延是指火災燃燒限 制在一個主控盤臺內(nèi)。
[0032] 根據(jù)上述核電廠主控室盤臺火災發(fā)展過程中的事件，可將核電廠主控室盤臺火災 場景分成4類：
[0033] 火災場景1 :核電廠主控室盤臺發(fā)生火災，發(fā)生火災蔓延，導致主控制室被棄置；
[0034] 火災場景2 :核電廠主控室盤臺發(fā)生火災，發(fā)生火災蔓延，沒有導致主控制室被棄 置；
[0035] 火災場景3 :核電廠主控室盤臺發(fā)生火災，未發(fā)生火災蔓延，導致主控制室被棄 置；
[0036] 火災場景4 :核電廠主控室盤臺發(fā)生火災，未發(fā)生火災蔓延，沒有導致主控制室被 棄置。
[0037] 因此，如圖3所示，根據(jù)上述核電廠主控室盤臺火災場景，可采用場模型軟件，設 置不同火災場景的場景參數(shù)（即設置不同火災場景的工況），模擬主控室盤臺火災動力學 過程，獲取火災發(fā)展過程特征參數(shù)。其中場景參數(shù)主要包括火源特征參數(shù)、火源熱釋放速 率和核電廠主控室?guī)缀谓Y構參數(shù)。在一種可選的實施方式中，對場模型軟件中核電廠的火 源特征進行以下限定：非蔓延火災發(fā)展階段為12分鐘，穩(wěn)定階段為8分鐘，衰退階段為19 分鐘；蔓延火災前15分鐘的火災發(fā)展與非蔓延火災相同，15分鐘后由于蔓延，火災繼續(xù)發(fā) 展。本實施例考慮火源熱釋放速率的變化，在NUREG/CR-6850中，將火災發(fā)展過程中穩(wěn)定階 段的火源熱釋放速率（HRR)概率密度曲線分成15個子區(qū)間，取每個區(qū)間的中間值（HRRi) 表示火災發(fā)展過程，即在NUREG/CR-6850中給出了 15個具體的火源熱釋放速率，且每個火 源熱釋放速率對應一個火災場景嚴重系數(shù)（SF)。故在通過場模型軟件模擬主控室盤臺火 災動力學過程時，可分別就NUREG/CR-6850中給出的15個火源熱釋放速率進行模擬。較佳 地，為了使模擬過程更貼近實際情況，場景參數(shù)還包括主控室的材料特征參數(shù)、主控室的機 械通風參數(shù)以及主控室的構件特征參數(shù)（例如主控室門、窗戶的特征參數(shù)）。
[0038] 針對各火災場景的不同場景參數(shù)，分別通過場模型軟件模擬主控室盤臺火災動力 學過程，獲得火災發(fā)展過程特征參數(shù)，例如火災過程中上層熱煙氣層的溫度或高度，或者火 災過程中的煙密度參數(shù)等。然后基于火災發(fā)展過程特征參數(shù)，對比主控室棄置判定條件， 判斷主控室是否被棄置，并判定主控室被棄置的時間，即達到主控室環(huán)境已不適合操作員 繼續(xù)工作的條件的時間。在一種可選實施方式中，當火災過程中上層熱煙氣層煙溫度達到 95°C，時判定主控室棄置，并獲取火災過程中上層熱煙氣層煙溫度達到95°C所經(jīng)歷的時間， 該時間即為主控室被棄置的時間。顯然，在主控室棄置判定條件不滿足時，主控室不會被棄 置。在另一種可選實施方式中，當距離主控地板1. 8m高處的熱通量大于lkw/m2時，可判定 主控室棄置。另外，還有諸多判定標準，例如煙氣層下降到地板1. 8m以下，且煙氣層的光學 密度小于3m 1時，可判定主控室棄置。針對于不同的判定標準，可獲得相應的主控室被棄置 的時間。
[0039] 。關于核電廠主控室盤臺著火頻率，NUREG-6850對核電廠內(nèi)典型火源的著火頻率 進行了統(tǒng)計，并在NUREG/CR-6850 Supplement 1中對相關的頻率進行了修正，修正后的核 電廠主控制室盤臺的平均著火頻率為8. 24E-04,故本實施例中核電廠主控室盤臺著火頻率 可選用該值。
[0040] 在一種可選的實施方式，根據(jù)主控室被棄置的時間計算火災未被抑制的概率時采 用以下公式：
[0041] NS = eat
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