CH696735A5 - Verfahren und Vorrichtung fur Rissabschotzungen an Kernreaktoren. - Google Patents

Description

  Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

[0001] Diese Erfindung betrifft allgemein Kernkraftwerke und im Besonderen ein Verfahren und Vorrichtung, die es einem Benutzer ermöglichen, Berechnungen des voraussichtlichen Rissverhaltens im Kernreaktor des Benutzers durchzuführen.

Stand der Technik

[0002] Zur Vorhersage des Risswachstumsverhaltens in einem Kernreaktor, wie einem Siedewasserreaktor, können Merkmale der Wasserbeschaffenheit und Zusammensetzung ("Wasserchemie") eines bestehenden grundlegenden Modells des Risswachstumsverhaltens verwendet werden. Das Modell wurde aus einer detaillierten technischen Untersuchung historischer Daten und historischen Verhaltens abgeleitet, sodass eine genaue Abschätzung des Risswachstumsverhaltens unter Verwendung von Merkmalen der Wasserchemie und der Materialeigenschaften möglich ist.

   Alle gegenwärtige Abschätzungen erfordern jedoch, dass Bewertungen des Risswachstums von verschiedenen Einzelpersonen, typischerweise von Hand auf Benutzeraufforderung hin, gemacht werden. Ausserdem ist eine vollständige von Spezialisten durchgeführte Risswachstumsanalyse kostspielig und zeitaufwändig.

[0003] Vor Kurzem wurde ein automatisiertes Verfahren zur Prognose von Rissverhalten entwickelt. In der U.S. Patentanmeldung Ser.

   No. 2001-0 053 965, "Method And Apparatus For Automated Crack Behavior Prediction Determination" von Hörn et al. ist ein automatisiertes Verfahren für Prognose des Rissverhaltens von Komponenten in einem Kernreaktor beschrieben, wobei die wasserchemischen Merkmale über ein Computernetzwerk eingegeben werden, das auf ein Rissentwicklungsmodell für die Prognose des Rissverhaltens in Komponenten gemäss der eingegebenen wasserchemischen Merkmale zugreift. Ein Rissentwicklungsprognoseprofil oder ein gemäss der Analyse abgeleitetes Ergebnis für das Risswachstum wird dem Benutzer über das Computernetzwerk ausgegeben.

[0004] Gemäss der eben genannten Patentanmeldung nimmt ein Benutzer Verbindung zu einem Systemserver, beispielsweise im Internet, auf.

   Der Benutzer gibt dem Server charakteristische Merkmale ein, wie Frequenz, Intensität der Beanspruchung, Rissdehngeschwindigkeit, wasserchemische Parameter und Umgebungsparameter, wie Leitfähigkeit, Korrosionspotential, Sauerstoffgehalt, usw. Wenn die Eingaben vollständig sind, greift der Server auf ein Rissverhaltensmodell zu, das gemäss der vom Benutzer eingegebenen Merkmale das Rissverhalten voraussagt. Der Server gibt über eine geeignete graphische Benutzerschnittstelle ein Rissentwicklungsprognose-profil aus, das eine Echtzeit-Rissentwicklungsprognose darstellen kann. Dies ist eine "Echtzeit"-Abschätzung in dem Sinne, dass sie die aktuellen Anlagedaten des Reaktors im Kontext der historischen Daten zur Planung künftigen Verhaltens verwendet, ein Vorgang, der jederzeit aktualisiert werden kann, um neue Anlagedaten zu erfassen.

   Die Ausgabe ist zum Beispiel eine graphische Darstellung des Masses der Rissentwicklung in einem Diagramm oder Graph.

[0005] Wie oben bemerkt, ist eine vollständige Analyse des Risswachstums kostspielig und zeitaufwändig, und sogar mit dem oben erwähnten automatisiertem System muss ein Benutzer eine beträchtliche Anzahl Parameter eingeben, um ausgehend von einem einzelnen Rissverhaltensmodell ein Risswachstumsprognoseprofil zu erhalten. Im Übrigen benötigt das Überwachungspersonal von Kernreaktoren einen Mechanismus zur sehr schnellen Durchführung einer oberflächlichen überschlagartigen Analyse eines besonderen Risses, um abzuklären, ob eine vollständige Analyse erforderlich ist oder nicht.

   Dem entsprechend verlangen potentielle Benutzer ein Verfahren, das ihnen einen raschen Zugang zu allen aktuellen Rissen in ihrem Kernreaktor bietet und diese relativ rasch zu einem Zeitpunkt überprüft werden können, an dem dies noch möglich ist, und all dies mit einem möglichst geringen Kosten- und Zeitaufwand für den Benutzer.

Zusammenfassung der Erfindung

[0006] In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst das erfindungsgemässe Verfahren zur Durchführung von Rissverhaltensschätzungen die Aufnahme von Daten, die von einem Benutzer eingegeben wurden, und die Berechnung der Rissverhaltensschätzungen, die unter Verwendung einer Mehrzahl von zugänglichen Rissverhaltensmodellen auf den eingegebenen Parametern beruhen.

   Die Rissverhaltensschätzungen werden dem Benutzer angezeigt, um darzustellen, worin sich die verschiedenen Modelle bezüglich der Berechnung eines gewünschten Rissverhaltensprofils unterscheiden. Die dargestellten Rissverhaltensschätzungen benötigen eine Kompilation sowohl der Daten der historischen Riss Wachstumsraten, als auch der Daten der vorhergesagten Risswachstumsraten, und können als geschätzte Zeitabhängigkeit der Risswachstumsrate, oder als geschätzter Zeitverlauf des Risswachstums dargestellt werden.

   Diese Parameter werden für jedes Rissverhaltensmodell graphisch dargestellt, etwa in einem Diagramm, um dem Benutzer die Möglichkeit des Vergleichs jedes Risswachstumsmodells zu geben, damit er entscheiden kann, ob der Riss eine vollständige Risswachstumsanalyse erfordert oder nicht.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0007] Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigeschlossenen Zeichnungen, die lediglich der Erläuterung dienen und somit keine Beschränkungen der vorliegenden Erfindung darstellen, näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
<tb>Fig. 1<sep>ein erfindungsgemässes System zur Abschätzung des Rissverhaltens;


  <tb>Fig. 2<sep>einen an das System von Fig. 1 angeschlossenen Applikationsserver;


  <tb>Fig. 3<sep>ein Fliessdiagramm des erfindungsgemässen Verfahrens;


  <tb>Fig. 4<sep>ein Beispiel eines Eingabebildschirms;


  <tb>Fig. 5<sep>ein Beispiel eines Bildschirm mit einer graphischen Darstellung, die dazu dient, die geschätzte Risswachstumsrate und die mittleren Risswachstumsraten erfindungsgemäss anzuzeigen;


  <tb>Fig. 6<sep>das Beispiel eines Eingabebildschirms eines anderen Ausführungsbeispiels;


  <tb>Fig. 7<sep>einen Abfragebildschirm;


  <tb>Fig. 8<sep>ein Beispiel eines Bildschirms mit einer graphischen Darstellung einer erfindungsgemäss geschätzten Risswachstumsrate in mittlerer Risswachstumsrate; und


  <tb>Fig. 9<sep>ein Beispiel eines Bildschirms mit einer graphischen Darstellung einer geschätzten Risswachstumsrate, eines geschätzten Datums, an dem der Riss ein Maximum erreicht, und des Risswachstums.

Ausführliche Beschreibung

[0008] Die vorliegende Erfindung ermöglicht dem Benutzer die überschlagsmässige Untersuchung des Rissverhaltens, wie der Risswachstumsrate oder des Risswachstums, durchzuführen. Aufgrund ihrer Eingaben aus ihren speziellen Anlagen können Benutzer Zugang zum System erlangen, um historische Rissentwicklungsraten einzusehen, die nach verschiedenen Modellen berechnet sind, und zwar im Vergleich mit einem von der Kernenergiebehörde (Nuclear Regulatory Commission NRC) akzeptierten Wert für die Risswachstumsrate oder die Rissentwicklung.

   Risswachstumsraten und die Rissentwicklung werden mittels mehrerer vereinfachter Rissverhaltensmodelle berechnet, einschliesslich eines Industriestandard- oder BWRVIP (Boiling Water Reactor and Internal Projects) -Rissverhaltensmodells; eines "GEP-lite"- Rissverhaltensmodell und eines "GEP-lite/HWC" (Wasserchemie: Wasserstofffahrweise). "GEP-lite" and "GEP-lite/HWC" sind abgeleitete Modelle von einem Modell, das in U.S. Anmeldung Ser. Nr. 2001-0 053 965, Horn et al. Die Ergebnisse dieser Modelle werden primär für überschlagsmässige (engl.: scoping) Zwecke verwendet.

   Eine überschlagsmässige Untersuchung ist eine erste oberflächliche Analyse, um dem Benutzer eine rasche Entscheidung zu ermöglichen, ob eine vollständige Rissprofilanalyse nötig bzw. erforderlich ist.

[0009] In einer Ausführungsform bedient sich der Benutzer einer zentralen Verknüpfung, wie eines Applikationsservers mit einer laufenden Website, über eine geeignete Schnittstelle, wie einen web-basierten Internetbrowser. Der Benutzer gibt dem Server Parameter seines Kernreaktors ein und erhält von oder mittels einer graphischen Benutzerschnittstelle (GUT) des Servers eine Mehrzahl von Darstellungen von Abschätzungen des Rissverhaltens, die vom Server aufgrund der eingegebenen Anlageparameter berechnet wurden. Die Abschätzungen des Rissverhaltens werden vom Server berechnet.

   Der Server führt Algorithmen der obenerwähnten Rissverhaltensmodelle aus und stellt die berechneten Risswachstumsrate und Risswachstumsresultate zusammen mit den vom NRC akzeptierten Werten zum Vergleich durch den Benutzer dar. Die unterschiedlichen Ergebnisse ermöglichen dem Benutzer, sich effizient zu entscheiden, ob eine weitere vollständige Untersuchung des Rissprofils notwendig ist oder nicht.

[0010] In einer anderen Ausführungsform umfasst ein Computerprogramm als Produkt eine Computerprogrammlogik, die einen Prozessor anweist, Berechnungen für Rissverhaltensschätzungen an einer zentralen Verknüpfung durchzuführen.

   Die Computerprogrammlogik veranlasst einen Prozessor im Produktcomputer, die Parameter der Reaktoranlage in der Verknüpfung anzunehmen und die Parameter in der Verknüpfung durch Bezug auf eine Mehrzahl von zugänglichen Rissverhaltensmodellen und unter Zugriff auf eine Wasserchemiedatenbank zu verarbeiten. Die Resultate, die eine Rissverhaltensschätzung, wie ein Diagramm einer Risswachstumsrate, und ein Diagramm der Zeitabhängigkeit des Risswachstums sind, werden zur Überprüfung durch den Benutzer ausgegeben.

[0011] In einer weiteren Ausführungsform umfasst eine erfindungsgemässe Einrichtung einen Applikationsserver in einem weltweiten web-basierten Netzwerk zur Ermittlung von Rissverhaltensschätzungen für einen Kernreaktor auf Anforderung eines Clients.

   Der Applikationsserver umfasst Mittel zum Einholen von Reaktorparametern, die vom anfordernden Client eingegeben wurden, Mittel zur Berechnung von Rissverhaltensschätzungen, die auf den empfangenen Parametern beruhen, und Mittel zur Darstellung der berechneten Rissverhaltensschätzungen zur Überprüfung durch den anfordernden Client.

   Der Applikationsserver umfasst eine Verarbeitungselektronik zur Handhabung einer sicheren Verbindung mit einem Benutzer über ein geeignetes Medium, sowie eine verschlüsselte Verbindung in der über 128-bit gesicherten Sockelschicht (encrypted 128-bit-secure-socket-layer (SSL)-Verbindung), zur Behandlung aller Rissentwicklungsberechnungen, und zur Bereitstellung einer geeigneten graphischen Ausgabe, wie Diagrammen, die dem Benutzer über eine geeignete graphische Schnittstelle (GUI) zugänglich sind, um vom Internetbrowser des Clients empfangen zu werden.

[0012] Entsprechend befähigt das in der Vorrichtung vorgesehene Verfahren einen Benutzer zu Durchführung von Überschlagsberechnungen des Rissverhaltens eines Kernreaktors nach seiner Wahl. Der Benutzer kann alle aktuellen Risse in seinen Reaktoren innerhalb einer relativ kurzen Zeitspanne überprüfen.

   Der Benutzer kann durch Verwendung der mit den Verfahren und Vorrichtungen ermittelten Ergebnisse feststellen, welche Risse eine vollständige Analyse erfordern, was dem Benutzer Kosteneinsparungen und einen potentiellen Produktivitätszuwachs ermöglicht.

[0013] Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemässes System für Rissentwicklungsschätzungen. Gemäss Fig. 1 umfasst das System 1000 beispielsweise einen Applikationsserver 200, der als zentrale Verknüpfung einer zugänglichen Website dient. Der Applikationsserver 200 kann mit einer Datenbank 250 für die Wasserchemie in Kernreaktoren verbunden sein. Wie unten genauer erläutert, hat der Applikationsserver 200 Zugriff auf alle zur Durchführung von Berechnungen von Wachstumsschätzungen relevanten Daten aus der Datenbank 250 für die Wasserchemie von Kernreaktoren.

   Mehrere externe Benutzer 300 stehen mit dem Applikationsserver 200 über ein geeignetes verschlüsseltes Medium in Verbindung, wie eine verschlüsselte 128-bit-SSL-Verbindung 375, obwohl die vorliegende Erfindung auf dieses Medium zur verschlüsselten Kommunikation nicht beschränkt ist. Vorzugsweise nimmt der Benutzer von einem Personalcomputer, Laptop, Handcomputer (PDA), oder dergleichen über eine geeignete Schnittstelle, wie einen WWW-Internetbrowser, Verbindung zum Applikationsserver auf. Ferner ist der Applikationsserver 200 für interne Benutzer 300 über ein geeignetes local area network (LAN 275) zugänglich. Der Applikationsserver 200 ist für Online-Sicherheit, Rissentwicklungsberechnungen und Erzeugung geeigneter Schirmbilder, die eine graphische Darstellung von Rissverhalten vorsehen, verantwortlich.

   Die graphische Information wird über die 128-bit-SSL-Verbindung 375 übertragen, um auf einem geeigneten Anzeigegerät des Benutzers 300 oder 350 dargestellt zu werden. Nachfolgend bezieht sich der Ausdruck "Benutzer" sowohl auf einen internen Benutzer 300 als auch auf einen externen Benutzer 350 des Systems 1000.

[0014] Fig. 2 zeigt einen Applikationsserver in Verbindung mit dem System von Fig. 1. Gemäss Fig. 2 verwendet der Applikationsserver 200 einen Bus 205 zur Verbindung verschiedener Komponenten und als Zuleitungsweg für die von den Benutzern empfangenen Daten. Der Bus 205 kann eine übliche Bus-Architektur sein, etwa ein PCI-Bus (peripheral component interconnect) sein, wie er standardmässig in vielen Computerarchitekturen implementiert ist.

   Alternative Busarchitekturen, wie VMEBUS, NUBUS, Adress-Daten-Bus, RAM-Bus, DDR (double data rate) Bus, usw., könnten ebenfalls zur Implementierung von Bus 205 verwendet werden. Externe Benutzer 300 übermitteln Information zum Applikationsserver 200, die Bus 205 empfangen hat, über eine geeignete Verbindung über eine Netzwerk-Schnittstelle 225. Interne Benutzer kommunizieren mit dem Applikationsserver 200 über eine geeignete Verbindung in einem LAN (local area network), z.B. LAN 275.

[0015] Der Applikationsserver 200 enthält ebenfalls den Hostprozessor 210, der aus konventionellen Mikroprozessoren, wie den gegenwärtig erhältlichen Pentium Prozessoren, aufgebaut sein kann.

   Der Hostprozessor 210 bietet eine zentrale Verknüpfung, über die alle Echtzeit- und Nicht-Echtzeitfunktionen des Applikationsservers 200 ausgeführt werden, wie eine graphische Benutzerschnittstelle (GUI) und Browserfunktionen, Sicherheitsfunktionen, Rissentwicklungsberechnungen und die Erzeugung geeigneter Daten für Rissverhaltensschätzungen zu Anzeige und Überprüfung durch den Benutzer. Demgemäss umfasst der Hostprozessor 210 eine graphische Benutzerschnittstelle 230, deren Software einen Browser enthalten kann. Browser sind Programme, die eine Schnittstelle zu Benutzern von System 1000 darstellen und mit diesen in Wechselwirkung treten können. Der Browser ist für Formatierung und Anzeige von Komponenten von Benutzerschnittstellen (z.B., Hypertext, Windows, usw.) und Bildern zuständig.

   Typischerweise ist die Benutzerschnittstelle wie oben vermerkt eine GUI 230 Schnittstelle.

[0016] Die Browser werden typischerweise mittels der Standardsprache HTML (hypertext mark-up language) gesteuert. Ausserdem oder alternativ können alle Entscheidungen im Kontrollfluss der GUI 230, die ausführlichere Benutzerinteraktion erfordern, in JavaScript implementiert werden. Beide Sprachen können an die Kundenbedürfnisse oder an spezielle Details einer bestimmten Implementierung des Applikationsservers 200 angepasst werden, und Bilder können im Browser unter Anwendung der bekannten JPG, GIF, TIFF-Formate und anderen standardisierten Kompressionsschemata angezeigt werden.

   Für die Kompressionsschemata von GUI 230 können aber auch andere nicht-standardisierte Sprachen, wie XML, eigenprogrammierte Sprachen oder andere bekannte nicht-standardisierte Sprachen oder Schemata verwendet werden.

[0017] Fig. 3 ist ein Flussdiagramm des erfindungsgemässen Verfahrens. Gemäss Fig. 3 loggt sich ein Benutzer (Schritt S305) in das System 1000 für Berechnungen von Rissabschätzungen ein, vorzugsweise in bekannter Weise durch Eingabe einer geeigneten Identifikation (ED) und eines Passworts. Aufgrund von DD und Passwort stellt das System 1000 fest (Schritt S310), welches Kernkraftwerk zum Benutzer gehört, indem es die Eingaben mit jenen in einer Benutzerdatenbank zur Bestimmung des Benutzers und der Reaktoranlage vergleicht. Diese Datenbank kann als eine Nachschlagtabelle (LUT) ausgeführt sein, die Teil des Speichers 215 ist.

   Das System 1000 fordert den Benutzer über den Hostprozessor 210 und die GUI 230 auf, das anzuzeigende Rissabschätzungsprofil auszuwählen (Schritt S315). Der Benutzer kann in bekannter Weise durch Eingabe eines geeigneten Zeichens, Hypertext-links, und/oder eines Feldes eines Aktionsmenüs (Pulldown-Menü) zwischen einer Anzeige der von der Zeit abhängigen Rissentwicklungsraten (Schritt S316) und einer Anzeige der Zeitabhängigkeit von Risswachstum und Risswachstumsrate (Schritt S317) wählen. Für Berechnungen und die Gewinnung von Daten, die sich auf die Zeitabhängigkeit des Masses der Rissentwicklung (Schritt S316) beziehen, wählt der Benutzer das gewünschte Zeichen, den Hypertext-link und/oder die Aktionsmenü-Auswahl und gibt einen Zeitrahmen (Schritt S320) ein, innerhalb dessen er die Risswachstumsraten einsehen möchte.

   Ausgehend von der Reaktoranlage des Benutzers und vom Zeitrahmen, bzw. dessen Eingabe durch den Benutzer berechnet das System 1000 (Schritt S325) die täglichen Rissentwicklungsraten unter Verwendung von mehreren Modellen für Rissentwicklungsschätzung und von Daten der Datenbank 250 für kerntechnische Wasserchemiedaten. Das System 1000 berechnet feiner (Schritt S330) die mittlere Risswachstumsrate, beruhend auf berechneten täglichen Risswachstumsraten für jedes Rissentwicklungsschätzmodell. Aus diesen Berechnungen bildet das System 1000 ein Diagramm (Schritt S335) die Zeitabhängigkeit des Masses der Rissentwicklung für jedes Rissentwicklungsmodell. Vorzugsweise sind in einzelnen Diagrammen alle Kurven als Vergleichsmöglichkeit für den Benutzer eingetragen.

   Ausserdem werden bei Schritt S335 die durchschnittlichen Rissentwicklungsraten für jedes Modell vom System 1000 in dem vom Benutzer eingegebenen Zeitrahmen angezeigt.

[0018] Wenn der Benutzer in Schritt (S317) eine Darstellung der Zeitabhängigkeiten von Rissentwicklung und Risswachstumsrate wählt, gibt der Benutzer auf die Abfrage in Schritt S315 die anfängliche Riss grosse, die maximale oder zulässige Rissgrösse (z.B. Tiefe), das Datum, an dem der Riss gemessen wurde und/oder das späteste Datum für die Analyse ein (Schritt S340). Mit diesen Angaben berechnet das System 1000 (Schritt S345) aus Daten in der verfügbaren Datenbank 220 für kerntechnische Wasserchemiedaten und dem Datum, an dem der Riss gemessen wurde, das tägliche Risswachstumsraten nach allen Rissverhaltensmodellen.

   Das System 1000 berechnet (Schritt S350) eine mittlere Risswachsrumsrate, die auf den täglichen Risswachstumsraten für jedes Rissentwicklungsmodell beruht. Das System 1000 berechnet auch (Schritt S355) den geschätzten Zeitverlauf der Rissentwicklung, der auf den berechneten täglichen Risswachstumsraten und der berechneten mittleren Risswachstumsrate beruht.

[0019] Demzufolge liefert das System 1000 (Schritt S360) ein Diagramm der Risswachstumsrate als Funktion der Zeit für jedes Modell. Vorzugsweise werden alle Kurven in ein gemeinsames Diagramm, eingezeichnet. Das System 1000 liefert auch ein Diagramm der Zeitabhängigkeit des Risswachstums für jedes Modell aus mit allen, vorzugsweise im selben Diagramm eingezeichneten, Kurven. Die Diagramme benutzen historische Daten zur Berechnung des Risswachstums bis zu dem Punkt, an dem die historischen Daten enden.

   An diesem Punkt wird die mittlere Risswachstumsrate zur Berechnung des künftigen oder neuen Risswachstums benutzt. Dies wird für jedes Rissentwicklungsmodell durchgeführt. Zusätzlich werden horizontale Linien, welche die aktuelle Risstiefe und die maximale Risstiefe darstellen, zur Überprüfung durch den Benutzer eingezeichnet; und es werden vertikal verlaufende Linien eingetragen, welche die Zeit repräsentieren, in der die geschätzte Rissgrösse (z.B. Tiefe) die maximal zulässige Rissgrösse erreicht. Im Übrigen werden für jedes Modell über dem dargestellten Zeitrahmen die mittleren Rissraten angezeigt. Deshalb kann ein Benutzer diese Rissverhaltensschätzungen auf einfache Weise rasch überprüfen, um zu entscheiden, ob eine vollständigere Untersuchung erforderlich ist oder nicht.

   Ausserdem kann der Benutzer Parameter eingeben, um jederzeit auf diese Diagramme zugreifen zu können, da die Website 24 Stunden am Tag zugänglich ist.

[0020] Gemäss Fig. 4 wird nach dem Anmeldevorgang auf der Website ein Eingabebildschirm 400 angezeigt. Auf dem Eingabebildschirm 400 ist ein Auswahlfeld 410 für Anlagen, das als ein Aktionsmenü (Dropdown-Menü) für wählbare Reaktoranlagen ausgeführt sein kann. Vorzugsweise sollte die Reaktoranlage angezeigt werden, die zur TD und dem Passwort des Benutzers gehört; jedenfalls kann der Benutzer die gewünschte Reaktoranlage aus einem Dropdown-Menü mit dem Auswahlfeld 410 für Anlagen wählen. Zusätzlich kann der Benutzer die gewünschten Einheiten für die Diagramme wählen (US oder metrische) und sollte die Start- und Enddaten in ein Startdatumsfeld 420 und ein Enddatumsfeld 430 eingeben.

   Um die Abschätzungen der Risswachstumsraten einzuleiten, wählt der Benutzer die entsprechende Ausführungsschaltfläche 440. Der Benutzer kann irgendein geeignetes Eingabegerät verwenden einschliesslich einer Maus, einer Tastatur, einer Stimmerkennungssoftware und/oder einem Zeigegerät, mit dem Daten auf dem Eingabebildschirm 400 manipuliert werden können.

[0021] Gemäss Fig. 5 werden die auf der Dateneingabe des Benutzers beruhenden Rissverhaltensschätzungen berechnet und über GUI 230 für den Benutzer am Bildschirm dargestellt. Insbesondere enthält der Ausgabebildschirm 500 das obenerwähnte Auswahlfeld 510 für Anlagen, das Startdatumsfeld 520 und das Enddatumsfeld 530.

   Darüber hinaus gibt es ein Feld 540 für die mittlere Risswachstumsrate, welche die aus einer Mehrzahl von Modellen für Rissverhaltensschätzungen berechneten mittleren Risswachstumsraten enthält, die vom Applikationsserver 200 durchgeführt wurden oder auf die dieser zugreift. Diese Modelle umfassen ein BWRVIP-Modell, ein GEP-lite-Modell, und ein GEP-lite/HWC Modell sowie die Darstellung einer vom NRC akzeptierten Standard-Risswachstumsrate (in cm/Std.) oder des Risswachstums (in cm) auf der Zeitachse.

   Wie in Fig. 5 dargestellt, beträgt die akzeptierte Risswachstumsrate (in den hierfür anwendbaren Normungseinheiten) 12,7   10<-5 >cm/Std.

[0022] Im Allgemeinen erhält der Applikationsserver 200 Eingaben vom Benutzer, greift auf wasserchemische Daten aus der Datenbank 250 zu und berechnet jedes der Rissentwicklungsmodelle mit den Eingaben und den eingeholten wasserchemischen Daten. Die Ergebnisse sind die berechnete Risswachstumsrate/ Risswachstumsdaten, die zum Anzeigen zum Benutzer über eine geeignete GUI geleitet werden.

[0023] Beispielsweise berechnet der Applikationsserver mit den eingegebenen Parametern ein BWRVIP-Modell. Dieses Modell wurde als Teil eines proprietären Berichts entwickelt, der von Mitgliedern der BWRVIP-Organization verwendet wird.

   Der zur Bestimmung der Risswachstumsrate entwickelte Algorithmus und die Risswachstumswerte sind beschrieben in "BWR Vessel and Internal Projects, Evaluation of Crack Growth in BWR Stainless Steel RPV Internais (BWRVIP-14)," EPRI Bericht TR-105 873, März 1996.

[0024] Das GEP-lite-Modell fusst auf historischen wasserchemischen Daten, die über einen Zeitraum von einigen Jahren gesammelt wurden. Diese chemischen Daten wurden daraufhin untersucht, ob eine mathematische Korrelation zwischen einer Anzahl Variablen besteht. Diese Korrelation oder der Algorithmus verwendet die Variablen zur Bestimmung eines geschätzten Rissentwicklungsprofils, das dem in der U.S. Patentanmeldung Ser. Nr. 2001-0 053 965, Horn et al., beschriebenen Profil ähnlich ist.

   Auf die genannte Patentanmeldung wird ausdrücklich Bezug genommen.

[0025] Zur Durchführung von Berechnungen der Risswachstumsrate und des Risswachstums gemäss der Erfindung, werden, einige Variablen, die vom Algorithmus U.S. Patentanmeldung Ser. Nr. 2001-0 053 965 benötigt werden, jedoch als konstant angenommen. Deshalb ist der GEP-lite-Modellalgorithmus ein vereinfachtes Modell, das weniger Eingaben verlangt und lediglich die Daten benötigt, die dem Algorithmus oder der Applikation, die auf dem Applikationsserver 200 betrieben wird, zugänglich sind. Der resultierende Algorithmus des GEP-lite-Modells sagt die Rissentwicklungswerte voraus, wozu die Eingaben der Leitfähigkeit und elektrochemischen Potentials (ECP) verwendet werden. Auf dem Applikationsserver 200 wird das GEP-lite/HWC Modell verwendet, wenn die Wasserchemie einer abzuschätzenden Anlage auf Wasserstoff basiert.

   Eine Wirkung von Wasserstoff beruht darin, dass sie das ECP der Anlage drastisch vermindert; somit setzt der Algorithmus für das GEP-lite/HWC Modell das ECP als Konstante an und erhält zur Bestimmung der Risswachstumsrate und Risswachstumswerte einen Leitfähigkeitswert eingegeben. Es wird mit anderen Worten derselbe, vereinfachte Algorithmus des GEP-lite Modells verwendet, mit der Abänderung, dass ECP als ein konstanter Wert gesetzt wird.

[0026] Wie in Fig. 5 dargestellt, werden in den Feldern 542, 544 und 546 die mittleren Risswachstumsraten für die vom NRC akzeptierte Rate (NRC Basislinie), für das BWRVIP-Modell und das GEP-lite-Modell angezeigt. Zusätzlich wird in Feld 550 ein Diagramm der Risswachstumsrate in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt.

   Der Text in Feld 550 bezieht sich auf die Resultate einer Mehrzahl von Rissabschätzungsmodellen (wobei "BR" = Bounding Rate für den Wert der NRC Basislinie steht). Feld 550 ermöglicht dem Benutzer, Trends in der Rissentwicklungsrate zu bestimmen, die auf den vom Benutzer eingegebenen Parametern beruhen. Mit anderen Worten: wenn zwei oder mehr Modelle die Risswachstumsrate als (wesentlich) steigend darstellen, könnte dies den Benutzer dazu veranlassen, mit einer detaillierteren Rissanalyse zu beginnen.

   Wahlweise kann der Benutzer durch Anwählen des Felds 560, eines Drucksymbols, oder einer Druckfunktion aus einem Dropdown-Menü auf der Webseite, die den Ausgabebildschirm 500 darstellt, in bekannter Weise eine ausgedruckte Fassung erhalten.

[0027] Wie in Fig. 6 gezeigt, enthält der Eingabebildschirm 600 ein Anlage-Auswahlfeld 610, ein Feld für die anfängliche Rissgrösse 620, ein Feld für die zulässige Rissgrösse 630, ein Feld 640 für das Datum der Rissmessung und ein Enddatumsfeld 650. Für die Berechnung der Risswachstumsrate in Abhängigkeit von der Zeit wählt der Benutzer die entsprechende ausführbare Schaltfläche 660.

[0028] Gemäss Fig. 7 kann der Benutzer nach Eingabe der Parameter gemäss Fig. 6 mit einem Feld 700 abgefragt werden, ob die Reaktoranlage des Benutzers 300/350 unter Wasserstoff-Wasserchemie arbeitet oder nicht.

   Hat der Benutzer in Fig. 7 ein JA/YES angewählt, werden die mit dem GEP-lite/HWC-Modell berechneten Ergebnisse dargestellt. Dieses Modell ist nötig, weil Anlagen, die mit Wasserstoff-Wasserchemie betrieben werden, oft grössere Änderungen der Risswachstumsrate aufweisen als Nicht-HWC-Kernkraftwerke.

[0029] Gemäss Fig. 8 zeigt ein Ausgabebildschirm 800 das obenerwähnte Anlagen-Typenfeld 810, das Feld für die anfängliche Rissgrösse 820, das Feld für die zulässige Rissgrösse 830, das Feld für das Datum der Rissmessung 840 und das Enddatumsfeld 850. Der Bildschirm 800 zeigt ferner die berechneten mittleren Risswachstumsraten an, die vom Applikationsserver 200 unter Verwendung einer Mehrzahl von Rissentwicklungsmodellen und durch Zugriff auf wasserchemische Rissentwicklungsmodellen und durch Zugriff auf wasserchemische Daten von der Datenbank 220 bestimmt wurden.

   Speziell werden Werte für ein NRC Basislinien-modellfeld 862, ein BWRVIP-Modell-Feld 864, ein GEP-lite-Modellfeld 866, und ein GEP-lite/HWC-Modell-Feld 868 berechnet. Zusätzlich wird vorzugsweise in Feld 870 für jedes der Rissentwicklungsschätzmodelle, ein Diagramm einer von der Zeit abhängigen Risswachstumsrate angezeigt, um dem Benutzer eine Vergleichsmöglichkeit zu bieten.

[0030] Gemäss Fig. 9 erhält der Benutzer zusätzlich zur Anzeige der Zeitabhängigkeit der Risswachstumsrate eine Darstellung des Risswachstums als Funktion der Zeit. Ein Ausgabebildschirm 900 zeigt die obenerwähnten Felder 910 bis 950, welche die Benutzereingaben zusammenfassen. Zusätzlich zeigt Bildschirm 900 das voraussichtliche Datum, an dem der Riss das Maximum 960 erreicht, das nach jedem der Rissentwicklungsmodelle berechnet wurde.

   Wie in Fig. 9 dargestellt, werden die geschätzten Daten zur Anzeige an der NRC Basislinie in Feld 962, für BWRVIP-Modell in Feld 964, für das GEP-lite Modell in Feld 966 und für das GEP-lite/HWC Modell in Feld 968 angezeigt. Zusätzlich ist ein Diagramm des Risswachstums als Funktion der Zeit in Feld 970 zum Vergleich durch den Benutzer vorgesehen. Das Diagramm in Feld 970 zeigt eine Tiefe des Risses in Zoll oder mm über einem erwünschten Datumsbereich für jedes der Rissverhaltensmodelle (und für die NRC Basislinie, dargestellt als "Bounding" in Feld 970), was so zu verstehen ist, dass in Feld 970 im Diagramm auch metrische Einheiten dargestellt werden könnten.

   Zusätzlich veranschaulicht eine horizontale Linie 972 die zulässige Tiefe, eine Linie 974 stellt eine Ausgangstiefe dar, und eine vertikale Linie 976 stellt die Zeit dar, in der die geschätzte Rissgrösse die maximale Rissgrösse erreichen wird, gemäss Fig. 9 ungefähr am 6.3.1993.

[0031] Die hier beschriebene Erfindung kann auf verschiedene Weise abgeändert werden. So können z.B. die Funktionsblöcke in Fig. 1 und 2 in Hardware und/oder Software implementiert werden. Die Hardware/Softwarerimplementationen können Kombinationen von einem oder mehrerer Prozessoren, Applicationprovidern, applikationsspezifischen integrierten Schaltkreise (ASICs) und/oder anderen Produkte umfassen. Die Produkte können ferner Speichermedien und ein oder mehrere lauffähige Computerprogramme umfassen.

   Die lauffähigen Computerprogramme können die Anweisungen zum Betrieb der beschriebenen Arbeitsgänge umfassen. Das/die ausführbare(n) Computerprogramm(e) können auch als Teil (eines) von extern versorgten, sich ausbreitenden Signal(s/en) vorgesehen werden. Solche und weitere fachliche Abänderungen sollen unter den Schutzumfang der Erfindung fallen, wie er in den nachfolgenden Beispielen umschrieben ist.

Claims (31)

1. Verfahren zur Durchführung von Schätzungen des Rissverhaltens eines Kernreaktors, das umfasst: - Empfangen von Parametern, die von einem Benutzer eingegeben wurden; - Berechnen von Abschätzungen des Rissverhaltens aufgrund der empfangenen Parameter durch Verwendung einer Mehrzahl von zugänglichen Modellen des Rissverhaltens; und - Anzeigen der nach jedem der Modelle berechneten Abschätzungen des Rissverhaltens zur Überprüfung durch den Benutzer (300, 350).

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Empfangs der Parameter ferner den Empfang der Reaktoridentifikation, der momentanen Rissgrösse, des Datums, an dem der Riss gemessen wurde, die maximale Rissgrösse und den Datumsbereich zur Betrachtung durch den Benutzer umfasst.

3. Verfahren nach Anspruch 2, das ferner umfasst: die Bestimmung des Kernreaktors durch den Benutzter aufgrund der empfangenen Parameter.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt der Berechnung ferner umfasst: (a) Berechnung des Zeitverlaufs der Risswachstumsrate; oder (b) Berechnung des Zeitverlaufs der Risswachstumsrate und des Risswachstums, wobei Schritt (a) oder Schritt (b) aufgrund der Benutzerauswahl durchgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Schritt der Anzeige ferner umfasst: - Anzeigen eines Diagramms des zeitlichen Verlaufs der Risswachstumsrate für jedes Modell; und - Anzeigen der mittleren Risswachstumsraten für jedes Modell, wenn der Benutzer Schritt (a) auswählt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Darstellung der Zeitabhängigkeit der Risswachstumsrate für jedes Modell auf einem einzelnen Bildschirm für den Benutzer angezeigt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Schritt der Anzeige ferner umfasst: - Anzeigen eines Diagramms der Zeitabhängigkeit der Risswachstumsrate für jedes Modell; und - Anzeige eines Diagramms des Risswachstums in Abhängigkeit von der Zeit für jedes Modell; wenn der Benutzer Schritt (b) auswählt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem - die Darstellung der Zeitabhängigkeit der Risswachstumsrate für jedes Modell dem Benutzer auf einem einzelnen Bildschirm angezeigt wird; und - die Darstellung des Risswachstums in Abhängigkeit von der Zeit für jedes Modell dem Benutzer auf einem anderen einzelnen Bildschirm angezeigt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schritt der Berechnung ferner umfasst: Berechnen einer täglichen Risswachstumsrate aufgrund - jedes Modells aus der Mehrzahl von Modellen, - eines vom Benutzer eingegebenen Zeitrahmens, und - von Daten aus einer zugänglichen nuklearen Wasserchemie-Datenbank.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt der Berechnung ferner umfasst: Berechnen einer mittleren Risswachstumsrate aufgrund der berechneten täglichen Risswachstumsraten.

11. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schritt der Berechnung ferner umfasst: Berechnung einer täglichen Risswachstumsrate aufgrund jedes Modells aus der Mehrzahl von Modellen, des Datums, an dem Risse gemessen wurden, wie es der Benutzer eingegeben hat, und der Daten aus einer zugänglichen nuklearen Wasserchemie-Datenbank.

12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt der Berechnung ferner umfasst: Berechnung einer mittleren Risswachstumsrate beruhend auf den berechneten täglichen Risswachstumsraten.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Schritt der Berechnung ferner umfasst: Berechnung eines geschätzten zeitlichen Verlaufs des Risswachstums, das auf den berechneten täglichen Risswachstumsraten und auf der berechneten mittleren Risswachstumsrate beruht.

14. Verfahren nach Anspruch 1, durch welches ein Client Rissverhaltensschätzungen für einen Kernreaktor über ein Client-Server-Netzwerk erhält, welches Verfahren umfasst: - Eingabe von Anlageparametern von Reaktoren in einen Server; und - Empfangen einer Mehrzahl von angezeigten Rissverhaltensschätzungen vom Server, die auf den eingegebenen Reaktor-Anlageparametern beruhen, wobei die Rissverhaltensschätzungen durch Verwendung einer Mehrzahl von für den Server zugänglichen Rissverhaltensmodellen berechnet wurden.

15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Schritt der Eingabe ferner die Clienteingabe der Reaktoridentifikation, der momentanen Rissgrösse, des Datums, an dem der Riss gemessen wurde, der maximalen Rissgrösse und des Datenumfangs, der angezeigt werden soll, zum Server umfasst.

16. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Client ferner die gewünschten Rissverhaltensschätzungen zur Anzeige auswählt.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Schritt des Empfangens der Mehrzahl von angzeigten Rissverhaltensschätzungen vom Server weiterhin einschliesst: - den Client, der ein Diagramm der Zeitabhängigkeit der Risswachstumsrate für jedes Modell vom Server erhält; und - den Client, der mittlere Risswachstumsraten für jedes Modell vom Server erhält.

18. Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Schritt des Empfangens der Mehrzahl von angzeigten Rissverhaltensschätzungen vom Server ferner einschliesst: - den Client, der ein Diagramm der Risswachstumsrate in Abhängigkeit von der Zeit für jedes Modell vom Server erhält; und - den Client, der ein Diagramm der Zeitabhängigkeit des Risswachstums für jedes Modell vom Server erhält.

19. Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Schritt des Empfangens der Mehrzahl von angezeigten Rissverhaltensschätzungen vom Server ferner den Client einschliesst, der ein geschätztes Datum, an welchem der Riss seine maximale Grösse erreichen wird, vom Server erhält, wobei das geschätzte Datum nach jedem aus der Mehrzahl der für den Server zugänglichen Modelle berechnet wurde.

20. Computerprogrammprodukt, das ein computer-lesbares Medium umfasst, das darin gespeicherte Computerprogrammlogik aufweist, um einen Prozessor (200) des Produkts zu befähigen, Rissverhaltensschätzungen für einen Kernreaktor gemäss einem der Verfahren nach Anspruch 1 oder 14 abzugeben, wobei die Computerprogrammlogik den Prozessor (200) veranlasst, die folgenden Schritte durchzuführen: - Auslagern von Berechnungen für Rissverhaltensschätzungen an eine zentrale Verknüpfung; - Akzeptieren der Reaktoranlagenparameter an der Verknüpfung; - Verarbeitung der Parameter an der Verknüpfung basierend auf den akzeptierten Parametern durch Verwendung einer Mehrzahl von zugänglichen Rissverhaltensmodellen; und - Ausgeben der Rissverhaltensschätzungen nach jedem der Modelle.

21. Computerprogrammprodukt nach Anspruch 20, in dem die Verknüpfung für mindestens einen anfragenden Benutzer (300, 350) elektronisch zugänglich ist.

22. Computerprogrammprodukt nach Anspruch 20, in dem die Computerprogrammlogik den Prozessor (200) befähigt zur: - Ausgabe eines Diagramms der Risswachstumsrate für jedes Modell, aufgetragen auf der Zeitachse (870), über eine graphische Benutzerschnittstelle (230); und - Ausgabe mittlerer Risswachstumsraten (862, 864, 866, 868) für jedes Modell über die graphische Benutzerschnittstelle (230).

23. Computerprogrammprodukt nach Anspruch 20, in dem die Computerprogrammlogik den Prozessor (200) befähigt zur: - Ausgabe eines Diagramms von Risswachstumsrate, aufgetragen auf der Zeitachse (870), für jedes Modell über eine graphische Benutzerschnittstelle (230); und - Ausgabe eines Diagramms des Risswachstums, aufgetragen auf der Zeitachse (970), für jedes Modell über die graphische Benutzerschnittstelle (230).

24. Applikationsserver (200) in einem WWW-basierten Netzwerk zur Abgabe von Rissverhaltensschätzungen für einen Kernreaktor eines anfragenden Clients (300, 350) gemäss einem der Verfahren nach Anspruch 1 oder 14, der umfasst: - Mittel zum Empfangen (225, 275, 375, 230, 205) von Reaktorparametern, vom Benutzer (300, 350) eingegeben; - Mittel zur Berechnung (210, 250) von Rissverhaltensschätzungen, die auf den empfangenen Reaktorparametern beruhen; und - Mittel zur Anzeige (230, 275, 375) der berechneten Rissverhaltensschätzungen für den anfragenden Client (300, 350).

25. Applikationsserver (200) nach Anspruch 24, wobei die Anzeigemittel (230, 275, 375) eine graphische Benutzerschnittstelle (230) umfassen.

26. Applikationsserver (200) nach Anspruch 24, wobei die Mittel zur Berechnung (210, 250) eine Mehrzahl von Rissverhaltensmodellen enthalten, die in einer nuklearen Wasserchemiedatenbank (220, 250) zugänglich und in Arbeitsverbindung mit dem Applikationsserver (200) sind.

27. Applikationsserver (200) nach Anspruch 24, wobei die Mittel zum Empfang (225, 275, 375, 230, 205) einen Systembus (205) zum Empfang von Daten umfassen, die vom anfragenden Benutzer (300, 350) über einen Internetbrowser eingegeben wurden.

28. Applikationsserver (200) nach Anspruch 26, wobei die Rissverhaltensschätzungen eine geschätzte Risswachstumsrate (870) für den Kernreaktor des Clients (300, 350) umfassen, die nach jedem Modell berechnet wurden.

29. Applikationsserver (200) nach Anspruch 26, wobei die Rissverhaltensschätzungen das geschätzte Risswachstum (970) für den Kernreaktor des Clients (300, 350) umfassen, die nach jedem Modell berechnet wurden.

30. Applikationsserver (200) nach Anspruch 26, wobei die Rissverhaltensschätzungen die mittlere Risswachstumsrate (862, 864, 866, 868) für alle Modelle enthalten.

31. Applikationsserver (200) nach Anspruch 26, wobei die Rissverhaltensschätzungen ein geschätztes Datum (962, 964, 966, 968) umfassen, an dem der Riss im Kernreaktor des Clients (300, 350) ein Maximum erreicht, welches auf jedem Modell beruht.