СПОСОБ РАБОТЫ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА С ВЫЧИСЛЕНИЕМ В РЕЖИМЕ ОН-ЛАЙН КОЭФФИЦИЕНТА ЗАПАСА ДО КРИЗИСА ТЕПЛООБМЕНА

1. Способ работы ядерного реактора (1), содержащего активную зону (3), при этом способ включает стадии, на которых:
собирают множество количественных параметров, характеризующих работу ядерного реактора (1);
вычисляют по меньшей мере один коэффициент запаса до кризиса теплообмена с использованием глубокой нейронной сети (37), при этом входные данные глубокой нейтронной сети (37) определяют, используя собранные количественные параметры, а глубокая нейронная сеть содержит по меньшей мере два скрытых слоя, каждый из которых содержит по меньшей мере пять нейронов;
вычисляют отклонения между указанным по меньшей мере одним вычисленным коэффициентом запаса до кризиса теплообмена и множеством предварительно заданных референсных пороговых величин;
генерируют управляющий сигнал для системы (23) управления реактором, используя вычисленные отклонения, при этом управляющий сигнал выбирают из перечня, включающего, по меньшей мере, следующие показатели:
* автоматический останов реактора или аварийный сигнал;
* не предпринимать никаких действий;
выполняют аварийный останов ядерного реактора (1) с помощью системы (23) управления, если разработанный управляющий сигнал имеет указанный показатель «автоматический останов реактора», или генерируют аварийный сигнал системой (23) управления, если разработанный управляющий сигнал имеет показатель «авария».
2. Способ по п. 1, в котором указанные собранные количественные параметры включают результаты измерений нейтронного потока, проведенных датчиками (31) нейтронного потока, при этом входные данные нейронной сети (37) включают осевое распределение энерговыделения P(z) в активной зоне ядерного реактора, восстановленное исходя из собранных результатов измерений нейтронного потока.
3. Способ по п. 2, в котором указанное осевое распределение энерговыделения P(z) является вектором, содержащим множество компонентов, при этом каждый компонент соответствует среднему энерговыделению ядерного реактора на элементарном участке в заданном положении вдоль оси, и каждый компонент вектора образует один компонент входных данных глубокой нейронной сети (37).
4. Способ по п. 2 или 3, в котором детекторы (31) нейтронного потока являются внереакторными детекторами, размещенными снаружи активной зоны (3).
5. Способ по п. 2 или 3, в котором детекторы (31) нейтронного потока являются внутриреакторными детекторами, размещенными в активной зоне (3) на постоянной основе.
6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором ядерный реактор (1) содержит корпус (5) высокого давления, в котором размещена активная зона (3), и по меньшей мере один первичный контур (7), при этом первичный контур (7) содержит горячую и холодную ветви (9, 11), гидравлически соединенные непосредственно с корпусом (5), компенсатор давления (13), регулирующий давление в первичном контуре (7), и первичный насос (15), обеспечивающий циркуляцию первичного теплоносителя в первичном контуре (7), причем собранные количественные параметры включают, для каждого первичного контура (7), один или большее число количественных параметров: давление в компенсаторе (р) давления, расход (Q) первичного теплоносителя в первичном контуре (7), температуру (Tbc, Tbf) первичного теплоносителя в горячей и холодной ветвях.
7. Способ по п. 6, в котором входные данные нейронной сети (37) включают одну или большее число следующих переменных параметров: давление (р) в компенсаторе давления, расход (Q) первичного теплоносителя в первичном контуре (7), температура (Tbf) первичного теплоносителя в холодной ветви.
8. Способ по любому из пп. 1-7, в котором входные данные нейронной сети (37) включают тепловую мощность (Pth), которая выделяется в активной зоне.
9. Способ по пп. 6 или 7 и 8, в котором указанную выделяемую тепловую мощность (Pth) определяют расчетным путем, используя, по меньшей мере, давление (р) в компенсаторе давления, расход (Q) первичного теплоносителя, температуру (Tbc, Tbf) первичного теплоносителя в горячей и холодной ветвях, полученную по меньшей мере для одного первичного контура (7).
10. Способ по пп. 5 и 8, в котором выделяемую тепловую мощность (Pth) определяют расчетным путем с использованием собранных результатов измерений нейтронного потока.
11. Способ по любому из пп. 1-10, в котором входные данные нейронной сети (37) включают показатель (FΔH) роста энтальпии.
12. Способ по пп. 4, 9 и 11, в котором собранные количественные параметры включают текущее положение ввода стержней (21), регулирующих реактивность активной зоны, причем показатель (FΔH) роста энтальпии определяют путем осуществления следующих операций:
вычисление коэффициента Fxy(z) неравномерности энерговыделения по радиусу активной зоны с использованием текущих собранных данных положения ввода;
вычисление показателя (FΔH) роста энтальпии с использованием вычисленной величины коэффициента Fxy(z) неравномерности энерговыделения по радиусу активной зоны, восстановленного осевого распределения энерговыделения (P(z)) и определенной выходной тепловой мощности (Pth).
13. Способ по пп. 5 и 11, в котором показатель (FΔH) роста энтальпии восстанавливают с использованием осевого распределения энерговыделения (P(z)).
14. Способ по п. 6 или 7, в котором ядерный реактор (1) содержит несколько первичных контуров (7), при этом коэффициент запаса до кризиса теплообмена рассчитывают для каждого первичного контура (7) с помощью глубокой нейронной сети (37), используя, по меньшей мере, указанные собранные количественные параметры для каждого первичного контура (7).
15. Способ по п. 5, в котором детекторы (31) распределены в несколько групп, причем детекторы (31) одной группы расположены по вертикали один выше другого в шахматном порядке, и минимальную величину коэффициента запаса до кризиса теплообмена рассчитывают для каждой группы внутриреакторных детекторов (31) нейтронного потока с помощью глубокой нейронной сети (37) с привлечением входных данных, определенных с использованием, по меньшей мере, результатов измерений нейтронного потока, выполненных внутриреакторными детекторами (31) нейтронного потока указанной группы.
16. Способ по п. 14 или 15, в котором
на стадии вычисления отклонений вычисляют набор отклонений между каждой вычисленной величиной коэффициента запаса до кризиса теплообмена и указанным множеством предварительно заданных референсных величин;
на стадии выработки управляющего сигнала вырабатывают предварительный управляющий сигнал для каждой вычисленной величины коэффициента запаса до кризиса теплообмена, используя указанный соответствующий набор отклонений, при этом предварительный управляющий сигнал выбирают из перечня, включающего, по меньшей мере, следующие показатели:
* аварийный останов реактора или аварийный сигнал;
* не предпринимать никаких действий;
при этом указанный управляющий сигнал вырабатывают с использованием по меньшей мере нескольких предварительных управляющих сигналов.
17. Способ по любому из пп. 1-16, в котором величину коэффициента запаса до кризиса теплообмена вычисляют с помощью глубокой нейронной сети (37), используя следующую формулу:
где Y – вычисленный коэффициент запаса до кризиса теплообмена,
0
Х – вектор входных данных;
nH – количество скрытых слоев глубокой нейронной сети;
i
i-1
i
i
i
Аi – предварительно заданная матрица размеров N * N, N, где N– количество нейронов в слое i, и (N– 1) – количество нейронов в слое i-1;
i
σ - предварительно заданный нелинейный оператор.
i
i-1
i-1
18. Способ по п. 17, в котором Aявляется матрицей, действующей как афинное преобразование на компоненты вектора X, при этом вектор Xпредставляет собой вектор, компоненты которого определяются слоем i – 1 нейронов.
i
i
i-1
i-1
19. Способ по п. 17 или 18, в котором σ действует как сигмоидная функция на все компоненты вектора A.X, при этом вектор X представляет собой вектор, компоненты которого определяются слоем i – 1 нейронов.
20. Способ по любому из пп. 1-19, который включает стадию создания глубокой нейронной сети (37), при этом указанная стадия создания включает следующие субстадии:
создание базы данных, включающей по меньшей мере 100000 состояний активной зоны реактора, причем каждое состояние определяется: набором величин из указанных количественных параметров, характеризующих работу ядерного реактора (1), и минимальной величиной коэффициента запаса до кризиса теплообмена, вычисленной с помощью референсного 3D теплогидравлического расчетного кода с использованием указанного набора величин, при этом указанные состояния выбирают для охвата множества предварительно заданных аварийных ситуаций категории 2, причем система (23) управления реактором выполнена с возможностью контроля указанных аварийных ситуаций;
обучение глубокой нейронной сети (37) с использованием, по меньшей мере, части указанной базы данных;
валидация глубокой нейронной сети, используя часть указанной базы данных, независимой от части, использованной для фазы обучения, и тестирование нейронной сети, полученной путем объединения с аварийным нейтронным и термогидравлическим кодами, что позволяет моделировать аварийные быстропротекающие переходные режимы, требующие вмешательства системы (23) управления.
21. Ядерный реактор (1), содержащий активную зону (3), систему (23) управления и блок (35) обработки информации, выполненный с возможностью реализации способа работы по любому из пп. 1-20.