Использование нейросетевой модели для анализа неопределенностей к оценке напряженного состояния металла главного циркуляционного трубопровода АЭС с ВВЭР при сейсмических нагрузках
Аннотация
Исследована проблема использования методологии анализа неопределенности при выполнении расчетов на прочность. Данная задача актуальна для обоснования надежного функционирования ядерных энергетических установок с водо-водяными реакторами. Из-за наличия погрешностей измерений и эмпиричности моделей результаты, полученные расчетными кодами, обладают неопределённостью. Использование данных кодов требует значительного времени и больших аппаратных ресурсов расчётных станций. Применение нейросетевых (НС) моделей позволит существенно сократить время расчета при сохранении корректности результатов.
Выполнен анализ режима сейсмического воздействия на трубопровод, имеющий постулированный дефект. Расчеты на сейсмические нагрузки проводили в соответствии с требованиями нормативной документации (СТО, НП), принятой ГК Росатом. По результатам расчёта получен график изменения напряжений за все время сейсмического воздействия. На основе полученных результатов разработана нейросетевая модель с помощью специального программного обеспечения. После создания модель была апробирована. Результаты расчетов показали, что величина абсолютной погрешности не превышает 1 МПа, а относительной — находится в пределах 1%. Полученные результаты доказали актуальность использования НС-моделей не только при сейсмическом, но и при иных воздействиях на трубопровод в рамках вероятностного анализа безопасности.
Литература
2. РБ-166—20. Рекомендации по оценке погрешностей и неопределенностей результатов расчетных анализов безопасности атомных станций.
3. Воробьев Ю.Б., Кузнецов В.Д., Мансури М. Оценка влияния неопределённых факторов при анализе аварийных процессов на АЭС с ВВЭР // Теплоэнергетика. 2006. № 9. С. 16—21.
4. Мансури М. Анализ неопределенностей параметров при моделировании динамических процессов в контурах АЭС с ВВЭР: дис. … канд. техн. наук. М.: НИУ «МЭИ», 2005.
5. Моисеенко Е.В., Мосунова Н.А. Методика оценки неопределённостей результатов расчёта для задач обоснования безопасности объектов использования атомной энергии // Вопросы радиационной безопасности. 2018. № 2. С. 24—34.
6. NUREG/CR-1397. Risk Methodology for Geologic Disposal of Radioactive Waste: Small Sample Sensitivity Analysis Technologies for Computer Models, with an Application to Risk Assessment. Sandia National Laboratories, 1980.
7. Grant F. e. a. Seismic Fragility and Seismic Margin Guidance for Seismic Probabilistic Risk Assessments. Washington: Electric Power Research Institute, 2018.
8. Пояснительная записка 320.04.00.00.000 ПЗ. Трубопровод главный циркуляционный. Подольск: ОКБ «Гидропресс», 1979.
9. Mathcad 15.0 PTC [Электрон. ресурс] https://community.ptc.com/sejnu66972/attachments/sejnu66972/PTCMathcad/86291/2/RTF_MC15_F000.pdf (дата обращения 17.09.2024).
10. Хмельницкая АЭС. База данных по ЯППУ 43-923.203.007.БД.02. Подольск: ОКБ «Гидропресс».
11. Шарый Н.В. и др. Прочность основного оборудования и трубопроводов реакторных установок ВВЭР. М.: ИздАТ, 2004.
12. MATLAB Release Notes. Natick: Mathworks Inc., 2020.
---
Для цитирования: Аванов А.В. Использование нейросетевой модели для анализа неопределенностей к оценке напряженного состояния металла главного циркуляционного трубопровода АЭС с ВВЭР при сейсмических нагрузках // Вестник МЭИ. 2025. № 2. С. 119—127. DOI: 10.24160/1993-6982-2025-2-119-127
#
1. Chigarev A.V., Kravchuk A.S., Smalyuk A.F. ANSYS dlya Inzhenerov. M.: Mashinostroenie-1, 2004. (in Russian).
2. RB-166—20. Rekomendatsii po Otsenke Pogreshnostey i Neopredelennostey Rezul'tatov Raschetnykh Analizov Bezopasnosti Atomnykh Stantsiy. (in Russian).
3. Vorob'ev Yu.B., Kuznetsov V.D., Mansuri M. Otsenka Vliyaniya Neopredelennykh Faktorov pri Analize Avariynykh Protsessov na AES s VVER. Teploenergetika. 2006;9:16—21. (in Russian).
4. Mansuri M. Analiz Neopredelennostey Parametrov pri Modelirovanii Dinamicheskikh Protsessov v Konturakh AES s VVER: Dis. … Kand. Tekhn. Nauk. M.: NIU «MEI», 2005. (in Russian).
5. Moiseenko E.V., Mosunova N.A. Metodika Otsenki Neopredelennostey Rezul'tatov Rascheta dlya Zadach Obosnovaniya Bezopasnosti Ob'ektov Ispol'zovaniya Atomnoy Energii. Voprosy Radiatsionnoy Bezopasnosti. 2018;2:24—34. (in Russian).
6. NUREG/CR-1397. Risk Methodology for Geologic Disposal of Radioactive Waste: Small Sample Sensitivity Analysis Technologies for Computer Models, with an Application to Risk Assessment. Sandia National Laboratories, 1980.
7. Grant F. e. a. Seismic Fragility and Seismic Margin Guidance for Seismic Probabilistic Risk Assessments. Washington: Electric Power Research Institute, 2018.
8. Poyasnitel'naya Zapiska 320.04.00.00.000 PZ. Truboprovod Glavnyy Tsirkulyatsionnyy. Podol'sk: OKB «Gidropress», 1979. (in Russian).
9. Mathcad 15.0 PTC [Elektron. Resurs] https://community.ptc.com/sejnu66972/attachments/sejnu66972/PTCMathcad/86291/2/RTF_MC15_F000.pdf (Data Obrashcheniya 17.09.2024).
10. Khmel'nitskaya AES. Baza Dannykh po YAPPU 43-923.203.007.BD.02. Podol'sk: OKB «Gidropress».(in Russian).
11. Sharyy N.V. i dr. Prochnost' Osnovnogo Oborudovaniya i Truboprovodov Reaktornykh Ustanovok VVER. M.: IzdAT, 2004. (in Russian).
12. MATLAB Release Notes. Natick: Mathworks Inc., 2020
---
For citation: Avanov A.V. Using a Neural Network Model to Analyze Uncertainties in Estimating the Stressed State of Metal in the Main Coolant Pipeline of an NPP with VVER Reactors under Seismic Loads. Bulletin of MPEI. 2025;2:119—127. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2025-2-119-127