CN116052912A - 一种基于气溶胶输运分析的核泄漏检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于气溶胶输运分析的核泄漏检测方法及系统，涉及反应堆回路核泄漏检测技术领域，该方法包括获取相邻两个核泄漏监测点的监测数据；确定该两个核泄漏监测点的第一集中特征和第二集中特征；获取该两个核泄漏监测点的环境数据的标准监测区间；基于第一集中特征、第二集中特征同标准监测区间的对比后的比对结果，确定两个核泄漏监测点的监测异常系数；根据监测异常系数的变化情况判断核泄漏位置的方向；该系统为该方法的虚拟装置。通过将相邻监测点的气溶胶粒子监测数据进行连续自我比对，从而根据比对的变化量进行核泄漏情况的评估，并能基于该相邻监测点进一步定位泄漏位置，从而达到监测以及预警及时且充分的目的。

Description

一种基于气溶胶输运分析的核泄漏检测方法及系统

技术领域

本发明涉及反应堆回路核泄漏检测技术领域，具体而言，涉及一种基于气溶胶输运分析的核泄漏检测方法及系统。

背景技术

核反应堆管道和压力容器随着使用时间变长，将不可避免地出现疲劳或损坏缺陷，严重者可能导致一回路压力边界产生裂纹和破损，从而发生安全事故，由此可见，反应堆一回路完整性对核电厂反应堆的安全至关重要，目前，针对一回路完整性的监测方法主要为β放射性测量。而当一回路压力边界发生破损时，放射性气溶胶粒子进入安全壳中，在安全壳中扩散、输运和损失，并能运动到监测点位处。因此，采用放射性气溶胶粒子的比活度测量能够有效评估冷却剂泄漏情况。

现有技术中，基于气溶胶粒子评估核泄漏情况大多停留在气溶胶F-18比活度测量评估，虽然能够对冷却剂泄漏起到判断辅助作用，但在泄漏发生时，由于泄漏点与监测点之间存在一定的距离，以及安全通风系统的影响，气溶胶粒子从泄漏位置到达监测点需要一定的时间，而在这段时间内气溶胶粒子在空气及通风系统的作用下输运扩散，输运过程中可能存在沉积、损失等情况，导致监测点检测的气溶胶粒子数据不够准确，或者无法达到预警要求，从而出现检测以及预警不及时或不够精确的问题，也无法针对泄漏位置进行更进一步的定位。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于气溶胶输运分析的核泄漏检测方法及系统，该检测方法及系统通过将相邻监测点的气溶胶粒子监测数据进行连续自我比对，从而根据比对的变化量进行核泄漏情况的评估，并能基于该相邻监测点进一步定位泄漏位置，从而达到监测以及预警及时且充分的目的。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，一种基于气溶胶输运分析的核泄漏检测方法，包括以下步骤：获取相邻两个核泄漏监测点的监测数据，其中，监测数据包括气溶胶粒子的物理特性参数和运动特性参数；确定该两个核泄漏监测点中，所有气溶胶粒子物理特性参数的第一集中特征，以及所有气溶胶粒子运动特性参数的第二集中特征；获取该两个核泄漏监测点的环境数据，根据环境数据确定核泄漏监测点监测数据的标准监测区间，其中，环境数据包括核泄漏监测点的壁面距离参数以及通风距离参数；基于第一集中特征、第二集中特征同标准监测区间的对比后的比对结果，确定两个核泄漏监测点各自的监测异常系数；根据该两个核泄漏监测点监测异常系数的变化情况判断核泄漏位置的方向，其中，所述运动特性参数由以下计算模型获得：

   （1）

式（1）中，c为扩散质体积分数；H为有效高源，（）是该点的坐标，M为气体泄漏总量；为水平方向扩散系数，为横风向扩散系数，为竖直反向扩散系数；为湍动粘度。

在可选地实施方式中，根据该两个核泄漏监测点监测异常系数的变化情况判断核泄漏位置的方向包括如下步骤：将该相邻两个核泄漏监测点的监测异常系数进行合并，获得异常总系数，确定任意两相邻两核泄漏监测点中，异常总系数最大的相邻两核泄漏监测点，基于该两核泄漏监测点之间的反应堆回路定位核泄漏位置的方向。

在可选地实施方式中，基于该两核泄漏监测点之间的反应堆回路定位核泄漏位置的方向包括如下步骤：确定异常总系数最大的相邻两核泄漏监测点中，每个核泄漏监测点的监测异常系数与异常总系数之间的占比，基于两者的占比确定核泄漏位置在反应堆回路的所在区段。

在可选地实施方式中，基于两者的占比确定核泄漏位置在反应堆回路的所在区段之前还包括如下步骤：确定异常总系数次大的相邻两核泄漏监测点，并计算该两个核泄漏监测点监测异常系数与异常总系数之间的占比，基于两者的占比确定定位补偿系数，以作为确定核泄漏位置在反应堆回路的所在区段时的方位调整基础；其中，异常总系数次大是指仅次于最大异常总系数的第二个异常总系数。

在可选地实施方式中，获取核泄漏监测点中气溶胶粒子群的典型分布，以该典型分布内的气溶胶粒子进行特征表征；其中，以粒径构建第一集中特征，以扩散速率构建第二集中特征。

在可选地实施方式中，还包括对第一集中特征和/或第二集中特征进行修正的步骤：确定第一集中特征表示的粒径范围，以该粒径范围确定标准扩散因子，将标准扩散因子赋予第二集中特征，得到修正后的第二集中特征；和/或，确定第二集中特征表示的扩散速率范围，以该扩散速率范围确定标准粒径因子，将标准粒径因子赋予第一集中特征。

在可选地实施方式中，根据环境数据确定核泄漏监测点监测数据的标准监测区间包括如下步骤：将至少一壁面距离参数进行合成，得到总壁面参数，计算每一遮挡壁面对应的壁面距离参数与总壁面参数的占比值，将获得的多个占比值进行均值化处理，得到均壁面参数，以该均壁面参数以及该总壁面参数确定监测数据中物理特性参数的第一标准区间；将至少一通风距离参数进行合成，得到总通风参数，计算每一通风方向对应的通风距离参数与总通风参数的占比值，将获得的多个占比值进行均值化处理，得到均通风参数，以该均通风参数以及该总通风参数确定监测数据中运动特性参数的第二标准区间。

在可选地实施方式中，计算任一遮挡壁面与任一通风方向的正交参数，将正交参数大于预设阈值对应的遮挡壁面和通风方向形成的壁面距离参数和通风距离参数进行剔除。

在可选地实施方式中，基于第一集中特征、第二集中特征同标准监测区间对比包括如下步骤：将第一集中特征与第一标准区间的端点值进行对比，获得第一最大比值和第一最小比值，基于第一最大比值和第一最小比值作为确定监测异常系数的基础；将第二集中特征与第二标准区间的端点值进行对比，获得第二最大比值和第二最小比值，基于第二最大比值和第二最小比值作为确定监测异常系数的基础。

第二方面，一种用于核泄漏检测的气溶胶输运分析系统，包括：

第一获取模块，其用于获取相邻两个核泄漏监测点的监测数据，其中，监测数据包括气溶胶粒子的物理特性参数和运动特性参数；其中，运动特性参数由以下计算模型获得：

  （1）

式（1）中，c为扩散质体积分数；H为有效高源，（）是该点的坐标，M为气体泄漏总量；为水平方向扩散系数，为横风向扩散系数，为竖直反向扩散系数；为湍动粘度；

第一确定模块，其用于确定该两个核泄漏监测点中，所有气溶胶粒子物理特性参数的第一集中特征，以及所有气溶胶粒子运动特性参数的第二集中特征；

第二获取模块，其用于获取该两个核泄漏监测点的环境数据，根据环境数据确定核泄漏监测点监测数据的标准监测区间，其中，环境数据包括核泄漏监测点的壁面距离参数以及通风距离参数；

第二确定模块，其用于基于第一集中特征、第二集中特征同标准监测区间的对比后的比对结果，确定两个核泄漏监测点各自的监测异常系数；

第一判断模块，其用于根据该两个核泄漏监测点监测异常系数的变化情况判断核泄漏位置的方向。

本发明实施例的有益效果是：

本发明实施例提供的基于气溶胶输运分析的核泄漏检测方法及系统通过将相邻两个核泄漏监测点的监测数据进行特征提取，将提取的特征与该核泄漏监测点的标准区间进行比对，通过这种间断或不间断时刻比对后能够实时获得该相邻两个核泄漏监测点监测异常系数，无论监测异常系数是否达到预警阈值，均能够作为数据比对的基础进行核泄漏位置的判断，同时根据该相邻核泄漏监测点的监测异常系数还能够进一步判断泄漏点存在的方向，从而达到及时且准确判断核泄漏位置的目的；

总体而言，本发明实施例提供的基于气溶胶输运分析的核泄漏检测方法及系统相较于目前利用F-18比活度测量的单点预警方式而言，将数据充分利用，避免出现因未达到预警阈值而预警不及时的目的，同时根据每相邻的两个核泄漏监测点进行核泄漏位置的方向判断，在及时预警的前提下还能进一步确定泄漏方向。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的检测方法的主要步骤的流程图；

图2为图1所示检测方法其中一个步骤S500的子步骤流程图；

图3为本发明实施例提供的检测系统的示例性模块图。

图标：610-第一获取模块； 620-第一确定模块； 630-第二获取模块； 640-第二确定模块； 650-第一判断模块。

实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，本发明使用的“系统”、“装置”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其它词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。

如本发明和权利要求书所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般来说，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。

本发明中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或者同时处理各个步骤。同时，也可以将其它操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。

实施例：核反应堆发生冷却剂泄漏时，伴随冷却剂泄漏而释放出的放射性核素大多将以气溶胶的形式存在于安全壳内的空气中，不仅造成了核辐射环境污染，严重时还会造成反应堆堆芯失水事故。而此前的方式中，通过安装至少三种可以在合适时间段（一小时）内发现冷却剂泄漏率1gal/min的监测仪器，从而来判断冷却剂泄漏情况，但这种方式容易存在被检测的放射性核素衰减过快的问题，在通风情况不佳的情况下，存在无法准确监测的问题。此后，我们利用气溶胶F-18比活度测量的方式，F-18衰减周期为两小时左右，能够更加精准地进行该种放射性核素检测。但在实际使用中发现，根据监测点的位置不同（针对回路布置多个监测点），每个监测点的预警阈值例如在设计为相同标准时，某个（些）监测点预警还是会出现不精确或者不及时的问题，究其原因是针对不同通风环境以及遮挡环境下，气溶胶粒子的沉积、损失情况不一样，导致就算相对距离回路距离一致的情况下，也会出现检测结果不同的情形。

根据上述情况，我们将每个监测点的监测数据充分利用，不断进行变化率判断，从而判断出泄漏位置可能的方向，无须与预设的预警标准进行比较，而是与无泄漏时的参数进行比对，根据间断或者不间断的时刻对监测数据对应的监测异常参数进行判断，从而达到及时且充分预警的目的，尤其是对可能存在核泄漏的方向做出评估，以确保能够及时采取安全防护措施或者预防处理措施等。

具体而言，请参阅图1，本实施例提供的一种基于气溶胶输运分析的核泄漏检测方法包括以下步骤：

S100：获取相邻两个核泄漏监测点的监测数据，其中，所述监测数据包括气溶胶粒子的物理特性参数和运动特性参数；该步骤表示对多个核泄漏监测点中，获取任意两个相邻的核泄漏监测点的监测数据，此处的相邻是指沿着一回路的走向而言，前后相邻的两个核泄漏监测点；若出现多个核泄漏监测点中，相较于一回路的间隔距离不等时，依据多个间隔距离划分为多层，每圈层的核泄漏监测点能够与相邻圈层距离最短的核泄漏监测点认定为相邻关系。此外，其中的监测数据主要指关于气溶胶粒子的检测参数，气溶胶粒子可以是指F-18或者F-18以外的放射性核素（如碘-131）气溶胶粒子。

需要获取对应气溶胶粒子的物理特性参数和运动特性参数，其中，物理特性参数可以是直径、比活度等参数，运动特性参数可以是扩散率、分布均匀度、运动速率等参数。而在本实施例中，物理特性参数例如以粒径作为代表（粒径是用于度量气溶胶粒子大小的基本参数，粒径基本确定了粒子的物理特性），运动特性参数可以扩散速率为代表，能够表征气溶胶粒子在监测处大致的迁移及分布状态，其中，所述运动特性参数由以下计算模型获得：

  （1）

式（1）中，c为扩散质体积分数；H为有效高源，（）是该点的坐标，M为气体泄漏总量；为水平方向扩散系数，为横风向扩散系数，为竖直反向扩散系数；为湍动粘度。通过以上模型，能够从统计方法入手，考察扩散质浓度扩散情况，进而表征其扩散速率，计算方式更适用于短时间泄漏的扩散情形。

S200：确定该两个核泄漏监测点中，所有气溶胶粒子物理特性参数的第一集中特征，以及所有气溶胶粒子运动特性参数的第二集中特征；该步骤表示对核泄漏监测点被监测的所有气溶胶粒子进行特征提取，即根据物理特性参数提取第一集中特征，根据运动特性参数提取第二集中特征，该第一集中特征主要表征该气溶胶粒子群的物理典型参数，例如粒径的主要分布区间，同样地，该第二集中特征主要表征该气溶胶粒子群的运动典型参数，例如粒径的主要扩散速率范围。

S300：获取该两个核泄漏监测点的环境数据，根据所述环境数据确定核泄漏监测点监测数据的标准监测区间，其中，所述环境数据包括核泄漏监测点的壁面距离参数以及通风距离参数；该步骤表示对选择的相邻的核泄漏监测点所处的环境参数进行获取，然后确定其初始时（未发生泄漏时或者上一时刻时）监测数据的标准监测区间。通过该方式能够使得核泄漏监测点在下一时刻监测的数据能够始终与上一时刻或者初始时刻进行数据比对的基础，从而根据比对的结果判断监测数据的变化率。即进行步骤S400：基于所述第一集中特征、所述第二集中特征同所述标准监测区间的对比后的比对结果，确定两个核泄漏监测点各自的监测异常系数；该步骤表示在确定标准监测区间（包括物理特性参数对应的标准区间和运动特性参数对应的标准区间）后，利用该气溶胶粒子群的典型特征分别与标准区间进行比对，从而根据比对的结果判断出变化率，该变化率可以分开以物理特性参数和运动特性参数两者独立表示，也可以将两者综合或合并后统一表示。

S500：根据该两个核泄漏监测点监测异常系数的变化情况判断核泄漏位置的方向；该步骤表示通过获得两个核泄漏监测点下一时刻与上一时刻或者初始时刻的数据变化率进行进一步判断，例如持续递增或递减变化，尤其是递增变化，表明存在泄漏的可能，依照两者变化情况的高低来判断出泄漏位置的偏向性，从而更精准判断出泄漏位置存在的方向。这种方式相较于与预设预警标准比较的方式而言，数据能够充分利用，以不断判断数据的变化率及时且准确地进行泄漏点位的评估，效果更明显，并且在确定大致范围定向检测或处理，及时性更强，以最大可能防止出现核泄漏事故。

通过以上技术方案，能够实现泄漏位置方向的初步判断，为了更进一步作出精确判断，请参阅图2，所述根据该两个核泄漏监测点监测异常系数的变化情况判断核泄漏位置的方向包括如下步骤S510-S530：

S510：将该相邻两个核泄漏监测点的监测异常系数进行合并，获得异常总系数，该步骤表示采用物理特性参数和运动特性参数合并表示的方式，合并的方式例如采用加权求和或者求积的方式，目的是获得能够表征数据总体变化的示值。然后进行步骤S520：确定任意两相邻两核泄漏监测点中，异常总系数最大的相邻两核泄漏监测点；该步骤表示挑选出最有可能直接判断出泄漏位置的两个相邻核泄漏监测点，即异常总系数最大的相邻两核泄漏监测点。S530：基于该两核泄漏监测点之间的反应堆回路定位核泄漏位置的方向。

通过以上技术方案，将多个核泄漏监测点中，变化率最大的两相邻核泄漏监测点进行择选，泄漏位置即存在于该相邻核泄漏监测点对应监测的范围内，再通过该相邻核泄漏监测点与反应堆回路（一回路）之间的相对空间关系，进一步核泄漏位置的方向与位置，从而缩小检查范围，以能够更精准地实现快速防护处理的条件。在以上方案的基础上，为了进一步缩小核泄漏位置的可能范围，所述步骤S530包括步骤组S531和S532。

S532：确定异常总系数最大的相邻两核泄漏监测点中，每个核泄漏监测点的监测异常系数与异常总系数之间的占比，基于两者的占比确定核泄漏位置在反应堆回路的所在区段。该步骤表示通过计算两核泄漏监测点各自监测异常系数的比例，来确定核泄漏位置的偏向性，即核泄漏位置更偏向于占比较大的一者，将占比较小的一者远离侧的监测范围对应的回路区段进行排除，从而达到进一步缩小检测范围的目的。

为了更精确地确定占比较小的一者被排除范围的量化情况，本实施例中，在步骤S532之前还包括步骤S531：确定异常总系数次大的相邻两核泄漏监测点，并计算该两个核泄漏监测点监测异常系数与异常总系数之间的占比，基于两者的占比确定定位补偿系数，以作为所述确定核泄漏位置在反应堆回路的所在区段时的方位调整基础；其中，异常总系数次大是指仅次于最大异常总系数的第二个异常总系数。该步骤表示，基于次大异常总系数对应的相邻两核泄漏监测点的监测数据情况，判断出泄漏位置与次大异常总系数对应的相邻两核泄漏监测点的影响大小，根据该影响大小生成定位补偿系数，将定位补偿系数赋予占比较小的一者被排除范围的数值，从而更进一步地确定核泄漏位置的准确方向。此方案是利用异常总系数最大的相邻两核泄漏监测点中，更靠近核泄漏位置的核泄漏监测点本身存在监测数据较大影响的原理，以其作为中心的前后两核泄漏监测点在与其作为相邻监测点位时，若前后两核泄漏监测点的监测数据变化率变化不大，那么核泄漏位置就更靠近中心的核泄漏监测点，在进行区间范围排除时可以进行更大比例的剔除操作。

通过以上技术方案，能够对核泄漏位置的方向范围进行精准且及时判断。相较于预警阈值比较的方式，更能实现提前预警，尤其是在应对危害更大的例如核泄漏检测场景，效果更明显。而为了在此基础上达到快速检测的目的，如上所述，本实施例中，获取核泄漏监测点中气溶胶粒子群的典型分布，以该典型分布内的气溶胶粒子进行特征表征，以粒径构建所述第一集中特征，以扩散速率构建所述第二集中特征，从而将监测数据单一化、典型化处理，使得检测算法与检测电路更易实现与响应，为快速检测的实现提供条件基础。

在实际的检测计算中，第一集中特征与第二集中特征之间存在关联影响，例如粒径大于10μm的气溶胶粒子更容易沉积，导致扩散速率较大，而0.1-1μm的气溶胶粒子更容易悬浮于流场中，扩散相对缓慢使得其更容易被捕捉检测。这就导致在计算第一集中特征和第二集中特征的表征值时，并非是线性变化，即与初始未泄漏监测的数据相比，呈现出如对数形式的非线性变化，进而在（与标准区间对比）计算变化率时，需要将这种非线性变化的关系代入修正后再进行比对。

即在本实施例中，该检测方法还包括对所述第一集中特征和/或所述第二集中特征进行修正的步骤：确定所述第一集中特征表示的粒径范围，以该粒径范围确定标准扩散因子，将所述标准扩散因子赋予所述第二集中特征，得到修正后的第二集中特征；和/或，确定所述第二集中特征表示的扩散速率范围，以该扩散速率范围确定标准粒径因子，将所述标准粒径因子赋予所述第一集中特征。 该步骤表示基于已知的非线性转换关系以当前粒径范围或者当前扩散速率范围确定对应的比例因子，并以例如求积的方式赋予对应集中特征，以达到修正的目的后再进行标准监测区间的对比步骤。

具体而言，步骤S400：所述根据所述环境数据确定核泄漏监测点监测数据的标准监测区间包括如下步骤：

S410：将至少一所述壁面距离参数进行合成，得到总壁面参数，计算每一遮挡壁面对应的壁面距离参数与所述总壁面参数的占比值，将获得的多个占比值进行均值化处理，得到均壁面参数，以该均壁面参数以及总壁面参数确定监测数据中物理特性参数的第一标准区间；该步骤表示环境数据中壁面距离参数可能存在多种，即该核泄漏检测点周围存在多处壁面，将所有遮挡壁面的壁面距离参数进行均值化处理，得到均壁面参数以百分比形式表示，从而根据该百分比的大小以及总壁面参数来确定第一标准区间。在具体的实施方式中，第一标准区间可以是根据总壁面参数及百分比的乘积来直接确定对应的数值区间，也可以是由总壁面参数及百分比的乘积来确定区间中心值，由最大和最小占比值确定区间的端点值，在此不做过多限制。

本实施例将壁面距离参数定义为环境参数之一是考虑到气溶胶粒子在输运过程中，不可避免地会在壁面沉积，即在近壁面区域，气溶胶粒子在重力和壁面沉积的作用下，扩散分布情况均会受到影响，因此壁面越多或者越近，在湍流泳作用下反而越容易检测到气溶胶粒子的分布，因此壁面距离参数越理想，气溶胶粒子分布越理想，由此确定的第一集中特征以及对比结果就越接近实际对比结果（较小的采样误差），从而为后续检测提供更高的数据计算精确度。

S420：将至少一所述通风距离参数进行合成，得到总通风参数，计算每一通风方向对应的通风距离参数与所述总通风参数的占比值，将获得的多个占比值进行均值化处理，得到均通风参数，以该均通风参数确定监测数据中运动特性参数的第二标准区间。同样地，根据该百分比的大小以及总通风参数来确定第二标准区间，然后利用第二集中特征与第二标准区间进行对比即可。本实施例将壁面距离参数定义为环境参数之一是考虑到气溶胶粒子在通风系统的作用下会与通风口呈90°夹角的方向扩散聚集（由于通风系统对流流场所致），即表示与通风口呈90°夹角的方向处气溶胶粒子浓度更高，分布更均匀，由此确定的第二集中特征以及对比结果就越接近实际对比结果。

在一些实施方式中，若通风口方向与壁面形成90°夹角，那么此处进行气溶胶粒子采样时，样本代表性较好，若形成的夹角越小，则样本代表性越差，因此，在使用壁面距离参数和通风距离参数计算时需要进行筛选。则计算任一所述遮挡壁面与任一所述通风方向的正交参数，将正交参数大于预设阈值对应的遮挡壁面和通风方向形成的壁面距离参数和通风距离参数进行剔除。一般而言，遮挡壁面相对于通风口数量更多，当其中一遮挡壁面（距离监测点的方向）与任一通风方向趋于平行或者夹角过小时，能够在遮挡壁面处沉积的气溶胶粒子会随对流流场进行快速扩散，从而更利于其被捕捉或检测，因此将夹角超过预设阈值（例如30°）的壁面距离参数和通风距离参数进行剔除，以保证剩余的壁面距离参数和通风距离参数更能代表实际气溶胶粒子的分布情况，从而保证获取合适的第一标准区间和第二标准区间。

在以上方案的基础上，基于所述第一集中特征、第二集中特征同标准监测区间对比包括如下步骤：

将所述第一集中特征与第一标准区间的端点值进行对比，获得第一最大比值和第一最小比值，基于所述第一最大比值和所述第一最小比值作为确定监测异常系数的基础；将所述第二集中特征与第二标准区间的端点值进行对比，获得第二最大比值和第二最小比值，基于所述第二最大比值和所述第二最小比值作为确定监测异常系数的基础。该步骤表示将集中特征之间与对应的标准区间进行比较，将差距的比例作为监测异常系数的计算基础，在此基础上，由于第一集中特征和第二集中特征可能为区间范围，两个区间在进行对比时采用端点与端点比较的方式（若第一集中特征和第二集中特征为点值同理），然后根据两侧端点的对比值进行进一步处理，例如均值化处理、模糊化处理，从而来确定监测异常系数。

本实施例中还提供一种用于核泄漏检测的气溶胶输运分析系统600，请参阅图3中该用于核泄漏检测的气溶胶输运分析系统600的模块化示意图，主要用于根据上述方法的实施例对用于核泄漏检测的气溶胶输运分析系统600进行功能模块的划分。例如可以划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是，本发明中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。比如，在采用对应各个功能划分各个功能模块的情况下，图3示出的只是一种系统/装置示意图，其中，该用于核泄漏检测的气溶胶输运分析系统600可以包括第一获取模块610、第一确定模块620、第二获取模块630、第二确定模块640和第一判断模块650。下面对各个单元模块的功能进行阐述。

第一获取模块610，其用于获取相邻两个核泄漏监测点的监测数据，其中，所述监测数据包括气溶胶粒子的物理特性参数和运动特性参数，运动特性参数由以下计算模型获得：

  （1）

式（1）中，c为扩散质体积分数；H为有效高源，（）是该点的坐标，M为气体泄漏总量；为水平方向扩散系数，为横风向扩散系数，为竖直反向扩散系数；为湍动粘度。第一确定模块620，其用于确定该两个核泄漏监测点中，所有气溶胶粒子物理特性参数的第一集中特征，以及所有气溶胶粒子运动特性参数的第二集中特征；在一些实施方式中，第一确定模块620还用于确定所述第一集中特征表示的粒径范围，以该粒径范围确定标准扩散因子，将所述标准扩散因子赋予所述第二集中特征，得到修正后的第二集中特征；和/或，确定所述第二集中特征表示的扩散速率范围，以该扩散速率范围确定标准粒径因子，将所述标准粒径因子赋予所述第一集中特征。

第二获取模块630，其用于获取该两个核泄漏监测点的环境数据，根据所述环境数据确定核泄漏监测点监测数据的标准监测区间，其中，所述环境数据包括核泄漏监测点的壁面距离参数以及通风距离参数；在一些实施方式中，第一获取模块630还用于将至少一所述壁面距离参数进行合成，得到总壁面参数，计算每一遮挡壁面对应的壁面距离参数与所述总壁面参数的占比值，将获得的多个占比值进行均值化处理，得到均壁面参数，以该均壁面参数以及该总壁面参数确定监测数据中物理特性参数的第一标准区间；将至少一所述通风距离参数进行合成，得到总通风参数，计算每一通风方向对应的通风距离参数与所述总通风参数的占比值，将获得的多个占比值进行均值化处理，得到均通风参数，以该均通风参数以及该总通风参数确定监测数据中运动特性参数的第二标准区间；计算任一所述遮挡壁面与任一所述通风方向的正交参数，将正交参数大于预设阈值对应的遮挡壁面和通风方向形成的壁面距离参数和通风距离参数进行剔除。

第二确定模块640，其用于基于所述第一集中特征、所述第二集中特征同所述标准监测区间的对比后的比对结果，确定两个核泄漏监测点各自的监测异常系数；在一些实施方式中，第二确定模块640还用于将所述第一集中特征与第一标准区间的端点值进行对比，获得第一最大比值和第一最小比值，基于所述第一最大比值和所述第一最小比值作为确定监测异常系数的基础；将所述第二集中特征与第二标准区间的端点值进行对比，获得第二最大比值和第二最小比值，基于所述第二最大比值和所述第二最小比值作为确定监测异常系数的基础。

第一判断模块650，其用于根据该两个核泄漏监测点监测异常系数的变化情况判断核泄漏位置的方向。在一些实施方式中，第一判断模块650还用于将该相邻两个核泄漏监测点的监测异常系数进行合并，获得异常总系数，确定任意两相邻两核泄漏监测点中，异常总系数最大的相邻两核泄漏监测点，基于该两核泄漏监测点之间的反应堆回路定位核泄漏位置的方向；确定异常总系数最大的相邻两核泄漏监测点中，每个核泄漏监测点的监测异常系数与异常总系数之间的占比，确定异常总系数次大的相邻两核泄漏监测点，并计算该两个核泄漏监测点监测异常系数与异常总系数之间的占比，基于两者的占比确定定位补偿系数，以作为所述确定核泄漏位置在反应堆回路的所在区段时的方位调整基础；其中，异常总系数次大是指仅次于最大异常总系数的第二个异常总系数；基于两者的占比确定核泄漏位置在反应堆回路的所在区段。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(sol标识 state disk，SSD))等。

本申请实施例是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本申请实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请实施例的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于气溶胶输运分析的核泄漏检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取相邻两个核泄漏监测点的监测数据，其中，所述监测数据包括气溶胶粒子的物理特性参数和运动特性参数；

确定该两个核泄漏监测点中，所有气溶胶粒子物理特性参数的第一集中特征，以及所有气溶胶粒子运动特性参数的第二集中特征；

获取该两个核泄漏监测点的环境数据，根据所述环境数据确定核泄漏监测点监测数据的标准监测区间，其中，所述环境数据包括核泄漏监测点的壁面距离参数以及通风距离参数；

基于所述第一集中特征、所述第二集中特征同所述标准监测区间的对比后的比对结果，确定两个核泄漏监测点各自的监测异常系数；

根据该两个核泄漏监测点监测异常系数的变化情况判断核泄漏位置的方向；

其中，所述运动特性参数由以下计算模型获得：

            （1）

式（1）中，c为扩散质体积分数；H为有效高源，（）是该点的坐标，M为气体泄漏总量；为水平方向扩散系数，为横风向扩散系数，为竖直反向扩散系数；为湍动粘度。

2.根据权利要求1所述的基于气溶胶输运分析的核泄漏检测方法，其特征在于，所述根据该两个核泄漏监测点监测异常系数的变化情况判断核泄漏位置的方向包括如下步骤：

将该相邻两个核泄漏监测点的监测异常系数进行合并，获得异常总系数，确定任意两相邻两核泄漏监测点中，异常总系数最大的相邻两核泄漏监测点，基于该两核泄漏监测点之间的反应堆回路定位核泄漏位置的方向。

3.根据权利要求2所述的基于气溶胶输运分析的核泄漏检测方法，其特征在于，所述基于该两核泄漏监测点之间的反应堆回路定位核泄漏位置的方向包括如下步骤：

确定异常总系数最大的相邻两核泄漏监测点中，每个核泄漏监测点的监测异常系数与异常总系数之间的占比，基于两者的占比确定核泄漏位置在反应堆回路的所在区段。

4.根据权利要求3所述的基于气溶胶输运分析的核泄漏检测方法，其特征在于，所述基于两者的占比确定核泄漏位置在反应堆回路的所在区段之前还包括如下步骤：

确定异常总系数次大的相邻两核泄漏监测点，并计算该两个核泄漏监测点监测异常系数与异常总系数之间的占比，基于两者的占比确定定位补偿系数，以作为所述确定核泄漏位置在反应堆回路的所在区段时的方位调整基础；其中，异常总系数次大是指仅次于最大异常总系数的第二个异常总系数。

5.根据权利要求1所述的基于气溶胶输运分析的核泄漏检测方法，其特征在于，获取核泄漏监测点中气溶胶粒子群的典型分布，以该典型分布内的气溶胶粒子进行特征表征；其中，以粒径构建所述第一集中特征，以扩散速率构建所述第二集中特征。

6.根据权利要求5所述的基于气溶胶输运分析的核泄漏检测方法，其特征在于，还包括对所述第一集中特征和/或所述第二集中特征进行修正的步骤：

确定所述第一集中特征表示的粒径范围，以该粒径范围确定标准扩散因子，将所述标准扩散因子赋予所述第二集中特征，得到修正后的第二集中特征；和/或，确定所述第二集中特征表示的扩散速率范围，以该扩散速率范围确定标准粒径因子，将所述标准粒径因子赋予所述第一集中特征。

7.根据权利要求1或6所述的基于气溶胶输运分析的核泄漏检测方法，其特征在于，所述根据所述环境数据确定核泄漏监测点监测数据的标准监测区间包括如下步骤：

将至少一所述壁面距离参数进行合成，得到总壁面参数，计算每一遮挡壁面对应的壁面距离参数与所述总壁面参数的占比值，将获得的多个占比值进行均值化处理，得到均壁面参数，以该均壁面参数以及该总壁面参数确定监测数据中物理特性参数的第一标准区间；

将至少一所述通风距离参数进行合成，得到总通风参数，计算每一通风方向对应的通风距离参数与所述总通风参数的占比值，将获得的多个占比值进行均值化处理，得到均通风参数，以该均通风参数以及该总通风参数确定监测数据中运动特性参数的第二标准区间。

8.根据权利要求7所述的基于气溶胶输运分析的核泄漏检测方法，其特征在于，计算任一所述遮挡壁面与任一所述通风方向的正交参数，将正交参数大于预设阈值对应的遮挡壁面和通风方向形成的壁面距离参数和通风距离参数进行剔除。

9.根据权利要求8所述的基于气溶胶输运分析的核泄漏检测方法，其特征在于，所述基于所述第一集中特征、所述第二集中特征同所述标准监测区间对比包括如下步骤：

将所述第一集中特征与第一标准区间的端点值进行对比，获得第一最大比值和第一最小比值，基于所述第一最大比值和所述第一最小比值作为确定监测异常系数的基础；

将所述第二集中特征与第二标准区间的端点值进行对比，获得第二最大比值和第二最小比值，基于所述第二最大比值和所述第二最小比值作为确定监测异常系数的基础。

10.一种用于核泄漏检测的气溶胶输运分析系统，其特征在于，包括：

第一获取模块，其用于获取相邻两个核泄漏监测点的监测数据，其中，所述监测数据包括气溶胶粒子的物理特性参数和运动特性参数；所述运动特性参数由以下计算模型获得：

            （1）

式（1）中，c为扩散质体积分数；H为有效高源，（）是该点的坐标，M为气体泄漏总量；为水平方向扩散系数，为横风向扩散系数，为竖直反向扩散系数；为湍动粘度；

第一确定模块，其用于确定该两个核泄漏监测点中，所有气溶胶粒子物理特性参数的第一集中特征，以及所有气溶胶粒子运动特性参数的第二集中特征；

第二获取模块，其用于获取该两个核泄漏监测点的环境数据，根据所述环境数据确定核泄漏监测点监测数据的标准监测区间，其中，所述环境数据包括核泄漏监测点的壁面距离参数以及通风距离参数；

第二确定模块，其用于基于所述第一集中特征、所述第二集中特征同所述标准监测区间的对比后的比对结果，确定两个核泄漏监测点各自的监测异常系数；

第一判断模块，其用于根据该两个核泄漏监测点监测异常系数的变化情况判断核泄漏位置的方向。

Images