本发明涉及核电站技术领域，尤其涉及一种核电厂安全壳泄漏率计算评估方法及系统。
背景技术
国际上普遍采用质量守恒法计算安全壳泄漏率，根据理想气体状态方程，空气标准体积(0、℃1.01325×105pa下的体积)等效于空气质量，采用一天内若干标准体积变化量dvh与时间进行线性拟合，直线斜率即为当天的泄漏率qld。安全壳泄漏率qld用其最佳估计值和不确定度来表征，安全壳泄漏率不确定度是衡量泄漏率计算结果可靠性的重要指标。
统计学中安全壳泄漏率不确定度由a类评定不确定度和b类评定不确定度合成，根据被测量的一系列测得值得到的实验标准偏差称为a类评定标准不确定度，根据有关信息估计的先验概率分布得到的标准偏差估计值称为b类评定标准不确定度。
现有技术普遍采用一种已知的泄漏率监测软件对泄漏率计算进行评估，软件中自行定义了a类评定不确定度计算方法，但其与统计学中规定的斜率不确定度计算方法并不一致，不能判断其合理性，导致这种评估方法的可靠性低。对于b类评定标准不确定度，软件直接给出一个固定值，导致这种评估方法准确度低。
技术实现要素：
本发明针对现有技术中存在的问题，提供了一种核电厂安全壳泄漏率计算评估方法及系统，能够提高评估的可靠性和准确度。
本发明就上述技术问题而提出的技术方案如下：
一方面，本发明提供一种核电厂安全壳泄漏率计算评估方法，包括：
获取安全壳泄漏率计算的a类评定不确定度；
根据安全壳内传感器实时测量的数据，获取安全壳泄漏率计算的b类评定不确定度；
将所述a类评定不确定度和所述b类评定不确定度合成为安全壳泄漏率不确定度，以根据所述安全壳泄漏率不确定度对安全壳泄漏率的计算进行评估。
进一步地，所述安全壳泄漏率是对每间隔预设时长的安全壳空气标准体积变化量进行线性拟合后的直线斜率；
所述安全壳泄漏率的计算公式如下：
xi＝ti；
其中，qld为安全壳泄漏率，ti为间隔i个预设时长后的时刻，t0为参考时刻，yi为ti时刻的安全壳空气标准体积变化量，vh(ti)为ti时刻的安全壳空气标准体积，vh(t0)为t0时刻的安全壳空气标准体积，qsarj为tj时刻测量到的注入安全壳的压缩空气流量，n为测量次数。
进一步地，所述a类评定不确定度的计算公式为：
其中，ua(qld)为a类评定不确定度，
进一步地，所述传感器包括压力传感器、流量传感器和至少一个温度传感器；
所述根据安全壳内传感器实时测量的数据，获取安全壳泄漏率计算的b类评定不确定度，具体包括：
根据所有温度传感器在ti时刻测量的安全壳空气温度，计算获得ti时刻的安全壳空气平均温度不确定度；
根据所述压力传感器在ti时刻测量的安全壳空气压力和ti时刻的安全壳空气平均温度不确定度，计算获得ti时刻的安全壳空气标准体积不确定度；
根据所述流量传感器在ti时刻测量的压缩空气流量，计算获得ti时刻的流量传感器测量不确定度；
根据ti时刻的安全壳空气标准体积不确定度和流量传感器测量不确定度，计算获得安全壳泄漏率的b类评定不确定度。
进一步地，所述根据所有温度传感器在ti时刻测量的安全壳空气温度，计算获得ti时刻的安全壳空气平均温度不确定度，具体包括：
根据所有温度传感器在ti时刻所测量的安全壳空气温度，计算获得ti时刻的安全壳空气平均温度和每个温度传感器的测量不确定度；
根据ti时刻的安全壳空气平均温度和每个温度传感器的测量不确定度，计算获得ti时刻的安全壳空气平均温度不确定度；
其中，当前时刻的安全壳空气平均温度的计算公式为：
当前时刻的安全壳平均温度不确定度的计算公式为：
其中，tavg为安全壳空气平均温度，vl为安全壳内自由空间体积，vm为第m个温度传感器代表的自由空间体积，tmavg为第m个温度传感器测量的安全壳空气温度，n为温度传感器的个数，ub(tavg)为安全壳平均温度不确定度，ub(tmavg)为第m个温度传感器的测量不确定度。
进一步地，所述根据所述压力传感器在ti时刻测量的安全壳空气压力和ti时刻的安全壳空气平均温度不确定度，计算获得ti时刻的安全壳空气标准体积不确定度，具体包括：
根据所述压力传感器在ti时刻测量的安全壳空气压力，计算ti时刻的压力传感器测量不确定度；
根据所述压力传感器在ti时刻测量的安全壳空气压力和ti时刻的安全壳空气平均温度，计算获得ti时刻的安全壳空气标准体积；
根据ti时刻的压力传感器测量不确定度、安全壳空气标准体积和安全壳平均温度不确定度，计算获得ti时刻的安全壳空气标准体积不确定度；
其中，所述ti时刻的安全壳空气标准体积的计算公式如下：
所述ti时刻的安全壳空气标准体积不确定度的计算公式如下：
其中，tn为标准状态温度，pn为标准状态绝对压力，piavg为压力传感器在ti时刻测量的安全壳空气压力，tiavg为ti时刻的安全壳空气平均温度，ub(vh(ti))为ti时刻的安全壳空气标准体积不确定度，ub(piavg)为ti时刻的压力传感器测量不确定度，ub(tiavg)为ti时刻的安全壳空气平均温度不确定度。
进一步地，所述根据ti时刻的安全壳空气标准体积不确定度和流量传感器测量不确定度，计算获得安全壳泄漏率的b类评定不确定度，具体包括：
设置所述安全壳泄漏率qld＝qlda-qldb；其中，
根据ti时刻的安全壳空气标准体积不确定度，计算获得qlda不确定度；
根据ti时刻的流量传感器测量不确定度，计算获得qldb不确定度；
根据所述qlda不确定度和所述qldb不确定度，计算获得安全壳泄漏率的b类评定不确定度；
其中，所述qlda不确定度的计算公式如下：
所述qldb不确定度的计算公式如下：
所述b类评定不确定度的计算公式如下：
其中，ub(qlda)为qlda不确定度，ub(qldb)为qldb不确定度，ub(vh(t0))为t0时刻的安全壳空气标准体积不确定度，ub(qsarj)为tj时刻的流量传感器测量不确定度，ub(qld)为b类评定不确定度。
进一步地，所述安全壳泄漏率不确定度的合成公式如下：
其中，u(qld)为安全壳泄漏率不确定度，ua(qld)为a类评定不确定度，ub(qld)为b类评定不确定度。
进一步地，所述根据所述安全壳泄漏率不确定度对安全壳泄漏率的计算进行评估，具体包括：
若所述安全壳泄漏率不确定度低于预设阈值，则评估安全壳泄漏率的计算结果可靠；
若所述安全壳泄漏率不确定度高于预设阈值，则评估安全壳泄漏率的计算结果不可靠，对所述安全壳泄漏率的计算数据进行处理并重新计算。
另一方面，本发明提供一种实现上述核电厂安全壳泄漏率计算评估方法的系统，所述系统包括：
a类评定不确定度获取模块，用于获取安全壳泄漏率计算的a类评定不确定度；
b类评定不确定度获取模块，用于根据安全壳内传感器实时测量的数据，获取安全壳泄漏率计算的b类评定不确定度；
合成评估模块，用于将所述a类评定不确定度和所述b类评定不确定度合成为安全壳泄漏率不确定度，以根据所述安全壳泄漏率不确定度对安全壳泄漏率的计算进行评估。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
基于统计学理论获取计算安全壳泄漏率的a类评定不确定度，使a类评定不确定度的获取有据可循，提高安全壳泄漏率计算评估的可靠性，根据安全壳内传感器实时测量的数据获取计算安全壳泄漏率的b类评定不确定度，实现动态评估，提高安全壳泄漏率计算评估的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的核电厂安全壳泄漏率计算评估方法的流程示意图；
图2是本发明实施例二提供的核电厂安全壳泄漏率计算评估系统的结构示意图。
具体实施方式
为了解决现有技术在核电厂安全壳泄漏率计算评估的可靠性和准确度低等技术问题，本发明旨在提供一种核电厂安全壳泄漏率计算评估方法，其核心思想是：基于统计学理论，获取计算安全壳泄漏率的a类评定不确定度；根据安全壳内传感器实时测量的数据，获取计算安全壳泄漏率的b类评定不确定度；将所述a类评定不确定度和所述b类评定不确定度合成为安全壳泄漏率不确定度，以根据所述安全壳泄漏率不确定度对安全壳泄漏率的计算进行评估。本发明所提供的核电厂安全壳泄漏率计算评估方法能够有效提高评估的可靠性和准确度。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
本发明实施例提供了一种核电厂安全壳泄漏率计算评估方法，如图1所示，所述方法包括：
s1、获取安全壳泄漏率计算的a类评定不确定度；
s2、根据安全壳内传感器实时测量的数据，获取安全壳泄漏率计算的b类评定不确定度；
s3、将所述a类评定不确定度和所述b类评定不确定度合成为安全壳泄漏率不确定度，以根据所述安全壳泄漏率不确定度对安全壳泄漏率的计算进行评估。
需要说明的是，在机组运行期间，需对核电厂安全壳泄漏率进行实时监测，以监视安全壳密封性变化，而安全壳泄漏率的监测是通过对安全壳泄漏率进行计算来实现的，但安全壳泄漏率的计算结果是否可靠还需通过安全壳泄漏率不确定度进行评估，其中安全壳泄漏率的计算方法为现有技术中常用的方法。而安全壳泄漏率不确定度是通过a类评定不确定度和b类评定不确定度合成所得，其中，a类评定不确定度基于统计学原理来获取，b类评定不确定度通过安全壳内传感器实时测量的数据来获取，有效提高安全壳泄漏率不确定度计算的可靠性和准确度，进而提高安全壳泄漏率计算评估的可靠性和准确度。
具体的，步骤s1中的a类评定不确定度的计算方法如下：
假设安全壳泄漏率qld根据一天内48个空气标准体积变化量dvh线性拟合而得，直线斜率即为泄漏率qld。qld的a类评定不确定度来自dvh点的分散度，由安全壳内热力条件的随机波动所致，表示为ua(qld)。
令xi＝ti，i＝1…n,n＝48；ti＝0h，0.5h，1h，1.5h...23.5h；
yi＝dvh(ti)；
dvh(ti)：安全壳空气标准体积变化量(nm3)；
vh(ti)：当前时刻ti安全壳空气标准体积(nm3)；
vh(t0)：参考时刻t0安全壳空气标准体积(nm3)；
qsar：注入安全壳的压缩空气流量(nm3/h)，由压缩空气注入所致安全壳空气体积变化对泄漏监测产生干扰，需扣除从参考时刻至当前时刻注入安全壳的压缩空气总体积。
其中，vh(ti)、vh(t0)、qsar根据设置在安全壳内的温度传感器、压力传感器、流量传感器的测量数据而获得。
根据统计学理论，安全壳泄漏率qld的a类评定不确定度计算如下：
其中，σ2为yi围绕拟合直线的方差(又称残余方差)，表示为：
其中，
本实施例中，a类评定不确定度的计算方法与统计学中规定的斜率不确定度计算方法一致，使a类评定不确定度的计算有据可循，提高a类评定不确定度计算的可靠性。
具体的，在步骤s2中，所述根据安全壳内传感器实时测量的数据，获取计算安全壳泄漏率的b类评定不确定度，具体包括：
根据所有温度传感器在ti时刻测量的安全壳空气温度，计算获得ti时刻的安全壳空气平均温度不确定度；
根据所述压力传感器在ti时刻测量的安全壳空气压力和ti时刻的安全壳空气平均温度不确定度，计算获得ti时刻的安全壳空气标准体积不确定度；
根据所述流量传感器在ti时刻测量的压缩空气流量，计算获得ti时刻的流量传感器测量不确定度；
根据ti时刻的安全壳空气标准体积不确定度和流量传感器测量不确定度，计算获得安全壳泄漏率的b类评定不确定度。
进一步地，所述根据所有温度传感器在ti时刻测量的安全壳空气温度，计算获得ti时刻的安全壳空气平均温度不确定度，具体包括：
根据所有温度传感器在ti时刻所测量的安全壳空气温度，计算获得ti时刻的安全壳空气平均温度和每个温度传感器的测量不确定度；
根据ti时刻的安全壳空气平均温度和每个温度传感器的测量不确定度，计算获得ti时刻的安全壳空气平均温度不确定度。
在实际应用中，假设系统使用n个温度传感器测量安全壳空气温度，且每半小时测量一次，即预设时长一般设置为半小时，每个温度传感器的测量值代表一部分自由空间空气平均温度，则安全壳空气平均温度tavg由每个传感器所代表的自由空间体积加权计算而得，计算模型如下：
vl：安全壳内自由空间体积，单位m3；
vm：第m个温度传感器代表的自由空间体积，单位m3；
tmavg：第m个温度传感器测量的安全壳空气温度，单位k。
由于安全壳内各温度传感器的测量值互不相关，任何两个温度传感器的测量结果不确定度的相关系数为零，根据不确定度合成理论，每半小时安全壳空气平均温度不确定度合成公式如下：
其中，ub(tmavg)：第m个温度传感器的测量不确定度
将式(6)代入式(7)可得：
令：
则式(8)可表示为：
根据式(10)每半小时计算一次安全壳空气平均温度不确定度，则一天内可计算出48个安全壳空气平均温度不确定度。
进一步地，所述根据所述压力传感器在ti时刻测量的安全壳空气压力和ti时刻的安全壳空气平均温度不确定度，计算获得ti时刻的安全壳空气标准体积不确定度，具体包括：
根据所述压力传感器在ti时刻测量的安全壳空气压力，计算ti时刻的压力传感器测量不确定度；
根据所述压力传感器在ti时刻测量的安全壳空气压力和ti时刻的安全壳空气平均温度，计算获得ti时刻的安全壳空气标准体积；
根据ti时刻的压力传感器测量不确定度、安全壳空气标准体积和安全壳平均温度不确定度，计算获得ti时刻的安全壳空气标准体积不确定度。
需要说明的是，根据压力传感器在ti时刻测量的安全壳空气压力piavg和ti时刻的安全壳空气平均温度tiavg，计算获得ti时刻的安全壳空气标准体积vh(ti)，其计算模型如下：
其中，tn：标准状态温度，273.15k；
pn：标准状态绝对压力，1.01325×105pa；
vl：安全壳自由空间体积，单位m3；
piavg：压力传感器在ti时刻测量的安全壳空气压力，单位pa；
tiavg：ti时刻的安全壳空气平均温度，单位k；
i：测量次数，一般取值为1至48。
令
则式(11)可表示为：
由于piavg和tiavg不相关，根据不确定度合成理论，ti时刻的安全壳空气标准体积不确定度计算如下：
其中，ub(piavg)：ti时刻的压力传感器测量不确定度；
ub(tiavg)：ti时刻的安全壳空气平均温度不确定度。
根据式(14)每半小时计算一次安全壳空气标准体积不确定度，则一天内可计算出48个安全壳空气标准体积不确定度。
进一步地，所述根据ti时刻的安全壳空气标准体积不确定度和流量传感器测量不确定度，计算获得安全壳泄漏率的b类评定不确定度，具体包括：
设置所述安全壳泄漏率qld＝qlda-qldb；
根据ti时刻的安全壳空气标准体积不确定度，计算获得qlda不确定度；
根据ti时刻的流量传感器测量不确定度，计算获得qldb不确定度；
根据所述qlda不确定度和所述qldb不确定度，计算获得安全壳泄漏率的b类评定不确定度。
需要说明的是，根据最小二乘法计算直线斜率原理，安全壳泄漏率qld的计算如下：
其中，xi：间隔i个预设时长后的时刻，一般表示一天内48个半小时时刻，取值为0h,0.5h,1h,1.5h…23.5h；
yi：ti时刻的安全壳空气标准体积相对t0时刻的变化量dvh(ti)；
n：测量次数，一般为常数48，表示一天内半小时数据点数量。
由于n、xi为常数，则令：
则式(15)可表示为：
安全壳空气标准体积变化量yi为ti时刻相对t0时刻的安全壳空气体积之差，并扣除t0至ti时刻注入安全壳的压缩空气体积，计算如下：
将式(19)代入式(18)，安全壳泄漏率qld可表示为：
令：
由于qlda根据安全壳内压力、温度计算而得，qldb根据压缩空气流量计算而得，三种数据互不相关，因此qld的b类评定标准不确定度计算如下：
其中，ub(qlda)为qlda不确定度，ub(qlda)为qlda不确定度。
在计算qlda不确定度时，由于半小时空气标准体积采用同一组温度、压力传感器测量数据计算而得，因此49个空气标准体积数据中任何两个数据均成强相关性，保守估计，令相关系数为1，则ub(qlda)计算如下：
在计算qlda不确定度时，由于从参考时刻t0至当前时刻ti的压缩空气流量数据采用同一流量传感器测量而得，任何两个流量数据成强相关性，保守估计，令相关系数为1，则ub(qlda)计算如下：
其中，ub(qsarj)为tj时刻的流量传感器测量不确定度。
需要说明的是，安全壳泄漏率计算需使用安全壳内温度传感器、压力传感器、压缩空气流量传感器测量数据，而传感器测量不确定度的计算方法可根据样本资料获取或向厂家咨询。获取传感器在ti时刻测量的数据，结合传感器测量不确定度的计算方法，即可计算出传感器测量不确定度。
本实施例采用不同于a类评定的方法对测量不确定度分量进行的评定称为b类评定，本实施例对安全壳泄漏率计算过程进行分解，从仪表不确定度出发，分析不确定度在每个环节的计算方法，确定安全壳泄漏率的b类评定不确定度评估方法，提高评估的准确度。
具体的，在步骤s3中，根据不确定度合成原理，安全壳泄漏率不确定度由a类评定不确定度和b类评定不确定度合成而得，由于两类不确定度分量互不相关，安全壳泄漏率不确定度的合成公式如下：
进一步地，在步骤s3中，所述根据所述安全壳泄漏率不确定度对安全壳泄漏率的计算进行评估，具体包括：
若所述安全壳泄漏率不确定度低于预设阈值，则评估安全壳泄漏率的计算结果可靠；
若所述安全壳泄漏率不确定度高于预设阈值，则评估安全壳泄漏率的计算结果不可靠，对所述安全壳泄漏率的计算数据进行处理并重新计算。
本发明实施例基于统计学理论获取计算安全壳泄漏率的a类评定不确定度，使a类评定不确定度的获取有据可循，提高安全壳泄漏率计算评估的可靠性，根据安全壳内传感器实时测量的数据获取计算安全壳泄漏率的b类评定不确定度，实现动态评估，提高安全壳泄漏率计算评估的可靠性。
实施例二
本发明实施例提供了一种核电厂安全壳泄漏率计算评估系统，能够实现上述核电厂安全壳泄漏率计算评估方法的所有流程，如图2所示，所述系统包括：
a类评定不确定度获取模块1，用于获取计算安全壳泄漏率的a类评定不确定度；
b类评定不确定度获取模块2，用于根据安全壳内传感器实时测量的数据，获取计算安全壳泄漏率的b类评定不确定度；
合成评估模块3，用于将所述a类评定不确定度和所述b类评定不确定度合成为安全壳泄漏率不确定度，以根据所述安全壳泄漏率不确定度对安全壳泄漏率的计算进行评估。
本发明实施例基于统计学理论获取计算安全壳泄漏率的a类评定不确定度，使a类评定不确定度的获取有据可循，提高安全壳泄漏率计算评估的可靠性，根据安全壳内传感器实时测量的数据获取计算安全壳泄漏率的b类评定不确定度，实现动态评估，提高安全壳泄漏率计算评估的可靠性。
综上所述，本发明提出了一种核电厂安全壳泄漏率计算评估方法及系统，其具有较好的实用效果：根据统计学理论给出安全壳泄漏率的a类评定不确定度计算方法，使评价方法有据可循；根据统计学理论系统分析b类评定不确定度在安全壳泄漏率各个计算环节的评价方法，填补国内的研究空白；安全壳泄漏率b类评定不确定度采用实时动态评估方法，比采用静态值更为准确。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。