基于贝叶斯神经网络的冷却剂丧失事故不确定性预测方法OA
Research on bayesian neural network-based uncertainty prediction method for LOCA accident transient conditions
针对传统的最佳估算加不确定性方法存在计算时间长、采样数目少等问题,本文基于系统分析程序RELAP5构建先进压水反应堆AP1000在冷腿上发生破口事故的仿真模型,用于生成训练数据,采用贝叶斯神经网络建立代理模型用于冷却剂丧失事故中的包壳峰值温度和堆芯液位变化的不确定性预测,并使用不确定性分析工具DAKOTA与RELAP5耦合进行不确定性分析,用于验证贝叶斯神经网络模型在不确定性分析中的可行性和优势.结果表明,贝叶斯神经网络模型预测得到的PCT与实际值的误差在6%以内,堆芯液位变化预测结果与实际值的误差低于1%;贝叶斯神经网络模型训练和计算时长(5 min)远低于传统的最佳估算加不确定性方法(17 h),计算效率很高;贝叶斯神经网络预测得到的不确定性分析结果与DAKOTA-RELAP5耦合计算得到的结果十分接近,证明了贝叶斯神经网络在不确定性预测中的可靠性;使用标准差量化输出结果的不确定性,贝叶斯神经网络预测得到的不确定性大小不高于均值的5%,说明建立的仿真模型具有很小的不确定性.研究结果为后续采用神经网络模型直接进行不确定性预测提供了参考依据.
For traditional best estimate plus uncertainty(BEPU)methods are constrained by long computational times and limited sampling sizes.In this regard,a simulation model of AP1000 under cold leg break accident conditions is used by RELAP5 to generate training data.A Bayesian neural network(BNN)is established as a surrogate model for predicting uncertainties in peak cladding temperature(PCT)and core water level variations during loss of coolant accident(LOCA)accidents.Additionally,DAKOTA coupled with RELAP5 is employed for uncertainty analysis to validate the feasibility and advantages of the BNN model in this context.The analytical results demonstrate that:the error between the PCT pre-dicted by the BNN model and the actual value is within 6%,while the error in core water level predictions is below 1%;the training and computational time of the BNN model(5 minutes)is significantly shorter than that of traditional BEPU methods(17 hours),indicating high computational efficiency;the uncertainty analysis results obtained from BNN predic-tions are in close agreement with those from DAKOTA-RELAP5 coupled calculations,confirming the reliability of BNN in uncertainty prediction;using standard deviation to quantify output uncertainty,the magnitude of uncertainty predicted by BNN does not exceed 5%of the mean value,indicating low uncertainty in the established simulation model.The findings of this study provide a reference for subsequent direct application of neural network models in uncertainty prediction.
方嘉辉;国文慧;高新力;章静;王明军;巫英伟;田文喜;苏光辉;秋穗正
西安交通大学 核科学与技术学院,陕西 西安 710049西安交通大学 核科学与技术学院,陕西 西安 710049生态环境部核与辐射安全中心,北京 100082西安交通大学 核科学与技术学院,陕西 西安 710049西安交通大学 核科学与技术学院,陕西 西安 710049西安交通大学 核科学与技术学院,陕西 西安 710049西安交通大学 核科学与技术学院,陕西 西安 710049西安交通大学 核科学与技术学院,陕西 西安 710049西安交通大学 核科学与技术学院,陕西 西安 710049
能源科技
贝叶斯神经网络最佳估算加不确定性方法代理模型先进压水反应堆冷却剂丧失事故包壳峰值温度堆芯液位不确定性分析
bayesian neural networkbest estimate plus uncertainty(BEPU)surrogate modelsAP1000loss of coolant accident(LOCA)the peak cladding tempera-turethe core liquid leveluncertainty analysis
《哈尔滨工程大学学报》 2026 (7)
1457-1465,9
国家自然科学基金面上项目(12175173).
评论