核电厂设备运行安全评估方法和装置、设备及介质与流程

本技术涉及核电设备安全评估，特别涉及一种核电厂设备运行安全评估方法和装置、电子设备及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、核电厂服役运行的设备中可能存在设计初期忽略或者无法检出的微小裂纹类缺陷。随着电站运行，这些微小裂纹在核电厂高温、高压、腐蚀等严苛运行环境的作用下可能逐渐扩展成相对较大的裂纹。另外，设备中也可能会有新的裂纹产生并逐渐扩展，这些裂纹可能对设备的安全运行带来潜在危害。

2、因此，按照电厂设计和在役运行规范的要求，需要定期对核电厂的设备进行无损检查。如果检出超过无损检查定性验收的显示缺陷(又称超显缺陷)，则需要对该显示缺陷进行特征化处理得到裂纹尺寸，然后基于裂纹尺寸进行设备运行安全的影响评估。在没有明确的分析评估结论之前电厂不能再次启堆运行。

3、相关技术中，进行运行安全评估将导致设备长时间停止运行，十分影响设备运行效率。

技术实现思路

1、本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提出了一种核电厂设备运行安全评估方法和装置、电子设备及计算机可读存储介质，能够在确保设备安全性的前提下对设备进行安全快速评估，且提高设备运行效率。

2、为实现上述目的，本技术实施例的第一方面提出了一种核电厂设备运行安全评估方法，所述方法包括：

3、获取目标设备在役检查中发现的在役裂纹的尺寸；

4、利用应力强度因子等效原则制定在役裂纹验收标准；

5、根据所述在役裂纹验收标准评估具有所述在役裂纹是否为超标裂纹；

6、若评估为所述超标裂纹，获取所述目标设备在设计阶段采用的假想裂纹尺寸，获取所述在役裂纹验收标准中的允许裂纹尺寸，以及获取所述允许裂纹尺寸对应的参考使用寿命；

7、根据所述参考使用寿命、所述允许裂纹尺寸、所述假想裂纹尺寸和所述在役裂纹的尺寸，对所述在役裂纹进行寿命计算，得到允许使用寿命；

8、若所述允许使用寿命大于或等于预设的使用寿命阈值，则启动所述目标设备；

9、若所述允许使用寿命小于所述使用寿命阈值，则对所述超标裂纹进行断裂力学评估。

10、可选地，所述利用应力强度因子等效原则制定在役裂纹验收标准，包括：

11、获取所述目标设备在设计阶段采用的假想裂纹尺寸，获取设计阶段假想裂纹的应力强度因子计算对应的形状系数；

12、获取所述目标设备断裂分析评价对应的安全系数；

13、获取所述在役裂纹的应力强度因子计算对应的形状系数；

14、利用所述应力强度因子等效原则，根据所述假想裂纹的形状系数、所述在役裂纹的形状系数、所述安全系数、和所述假想裂纹尺寸进行尺寸计算，得到允许裂纹尺寸；

15、基于所述允许裂纹尺寸得到所述裂纹验收标准；其中，若所述在役裂纹的尺寸大于所述允许裂纹尺寸，则所述在役裂纹为所述超标裂纹。

16、可选地，利用所述应力强度因子等效原则，根据所述假想裂纹的形状系数、所述在役裂纹的形状系数、所述安全系数、和所述假想裂纹尺寸进行尺寸计算，得到允许裂纹尺寸，包括：

17、计算所述安全系数、和所述在役裂纹的形状系数的乘积，得到第一积；

18、计算所述假想裂纹的形状系数和所述第一积的比值，得到目标比值；

19、根据所述目标比值的平方，得到尺寸权重；

20、计算所述尺寸权重与所述假想裂纹尺寸的乘积，得到所述允许裂纹尺寸。

21、可选地，所述对所述超标裂纹开展断裂力学评估，包括：

22、获取所述超标裂纹在多个瞬态的应力强度因子数据；其中，每个所述瞬态的应力强度因子数据包括最大应力强度因子、最小应力强度因子、和发生次数；

23、在所有瞬态的最大应力强度因子、最小应力强度因子中，将最大应力强度因子为最大的一个确定为第一瞬态，将最小应力强度因子为最小的一个确定为第二瞬态，且将所述第一瞬态的发生次数和所述第二瞬态的发生次数中最小的一个确定为目标发生次数；

24、根据所述第一瞬态的最大应力强度因子和所述第二瞬态的最小应力强度因子来计算得到裂纹扩展增量，所述裂纹扩展增量包括初始裂纹深度扩展增量和初始裂纹长度扩展增量；

25、设置裂纹疲劳扩展加速系数；

26、根据所述初始裂纹深度扩展增量与所述裂纹疲劳扩展加速系数相乘，得到目标裂纹深度扩展增量，和根据所述初始裂纹长度扩展增量与所述裂纹疲劳扩展加速系数相乘，得到目标裂纹长度扩展增量；

27、根据所述目标裂纹深度扩展增量与上一次的裂纹深度进行求和，得到当前的裂纹深度，和根据所述目标裂纹长度扩展增量与上一次的裂纹长度进行求和，得到当前的裂纹长度；

28、将当前的循环次数更新为所述循环次数加上所述裂纹疲劳扩展加速系数；

29、若当前的循环次数小于所述目标发生次数，则返回所述根据所述第一瞬态的最大应力强度因子和所述第二瞬态的最小应力强度因子计算得到裂纹扩展量的步骤；

30、若当前的循环次数大于或等于所述目标发生次数，则将所述第一瞬态的发生次数减去目标发生次数得到第一瞬态的剩余发生次数，将所述第二瞬态的发生次数减去目标发生次数得到第二瞬态的剩余发生次数，同时删除剩余发生次数为零的所述第一瞬态或者所述第二瞬态，并返回所述在所有瞬态的最大应力强度因子、最小应力强度因子中，将最大应力强度因子为最大的一个确定为第一瞬态，将最小应力强度因子为最小的一个确定为第二瞬态的步骤，直至所有瞬态均被删除；

31、根据当前的裂纹深度和当前的裂纹长度确定目标疲劳扩展裂纹尺寸，以根据所述目标疲劳扩展裂纹尺寸确定是否通过断裂力学评估。

32、可选地，所述根据所述第一瞬态的最大应力强度因子和所述第二瞬态的最小应力强度因子计算得到裂纹扩展量，包括：

33、根据所述第一瞬态的最大应力强度因子和所述第二瞬态的最小应力强度因子进行相减，得到应力强度因子幅值；

34、对所述应力强度因子幅值进行塑性修正，得到应力强度因子修正幅值；

35、根据所述应力强度因子修正幅值计算扩展增量，得到所述初始裂纹深度扩展增量和所述初始裂纹长度扩展增量。

36、可选地，所述设置裂纹疲劳扩展加速系数，包括：

37、计算所述初始裂纹深度扩展增量的倒数，得到目标倒数；

38、计算所述目标倒数与预设的加速权重的乘积并向下取整，得到所述裂纹疲劳扩展加速系数。

39、可选地，所述根据所述参考使用寿命、所述允许裂纹尺寸、所述假想裂纹尺寸和所述在役裂纹的尺寸，对所述在役裂纹进行寿命计算，得到允许使用寿命，包括：

40、根据所述假想裂纹尺寸与所述允许裂纹尺寸的比值，得到第一比值；

41、根据所述假想裂纹尺寸与所述在役裂纹的尺寸的比值，得到第二比值；

42、获取所述目标设备的材料常数；

43、计算以所述第一比值为底数，且所述材料常数为指数的幂值，得到第一幂值；

44、计算第一幂值与1的差值，得到第一差值；

45、计算以所述第二比值为底数，且所述材料常数为指数的幂值，得到第二幂值；

46、计算第二幂值与1的差值，得到第二差值；

47、计算所述第二差值与所述第一差值的比值，得到第三比值；

48、根据所述参考使用寿命、和所述第三比值的乘积，得到所述允许使用寿命。

49、为实现上述目的，本技术的第二方面提出了一种核电厂设备运行安全评估装置，所述装置包括：

50、尺寸获取模块，用于获取目标设备在役检查中发现的在役裂纹的尺寸；

51、第一评估模块，用于利用应力强度因子等效原则制定在役裂纹验收标准，根据所述在役裂纹验收标准评估所述在役裂纹是否为超标裂纹；

52、第二评估模块，用于若评估为所述超标裂纹，获取所述目标设备在设计阶段采用的假想裂纹尺寸，获取在役裂纹验收标准中的允许裂纹尺寸，以及获取所述允许裂纹尺寸对应的参考使用寿命；

53、所述第二评估模块，还用于根据所述参考使用寿命、所述允许裂纹尺寸、所述假想裂纹尺寸和所述在役裂纹的尺寸，对所述在役裂纹进行寿命计算，得到允许使用寿命；

54、所述第二评估模块，还用于若所述允许使用寿命大于或等于预设的使用寿命阈值，则启动所述目标设备；

55、第三评估模块，用于若所述允许使用寿命小于所述使用寿命阈值，则对所述超标裂纹开展断裂力学评估。

56、为实现上述目的，本技术实施例的第三方面提出了一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面所述的核电厂设备运行安全评估方法。

57、为实现上述目的，本技术的第四方面提出了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面所述的核电厂设备运行安全评估方法。

58、本技术提出的核电厂设备运行安全评估方法和装置、电子设备及计算机可读存储介质，其提出了利用应力强度因子等效原则的在役裂纹验收标准的制定方式，通过制定的在役裂纹验收标准可以评估在役裂纹是否为超标裂纹，此时目标设备处于关闭状态(也称停堆)。在目标设备的在役裂纹评估为超标裂纹后，为了避免目标设备长时间处于关闭状态，不直接开展断裂力学评估，而是进行运行安全快速评估，即先获取目标设备的假想裂纹尺寸、允许裂纹尺寸、参考使用寿命，然后基于参考使用寿命、允许裂纹尺寸、假想裂纹尺寸、和在役裂纹的尺寸计算允许使用寿命。由于假想裂纹尺寸是设计阶段采用的尺寸、且允许裂纹尺寸是在役裂纹验收标准中采用的尺寸，因此这两个尺寸可以代表设备的极限裂纹尺寸，从而基于这两个尺寸和允许裂纹尺寸的参考使用寿命在一定程度上可以指示目标设备在超标裂纹下的允许使用寿命。如果允许使用寿命大于或等于使用寿命阈值，则说明目标设备还能安全运行，从而可以决定启动设备。如果允许使用寿命小于使用寿命阈值，说明目标设备可能无法安全运行，因此再对超标裂开展断裂力学评估。本实施能够在确保目标设备安全性的前提下对含裂纹设备进行运行安全快评估，提高设备运行效率。

59、本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。