Análisis de accidentes LBLOCA en centrales nucleares mediante técnicas de regresión y clasificación

Abstract

[ES] En el presente trabajo se presenta la aplicación de técnicas de análisis estadístico, paramétricas y no paramétricas, a la modelización de variables de seguridad en el marco de un accidente con pérdida de refrigerante en un reactor nuclear de agua a presión. Dichas técnicas han sido aplicadas a la predicción de la máxima temperatura de vaina (MPCT) y a la identificación de la rama donde se ha producido el accidente en función tanto de la MPCT como de la evolución temporal de la temperatura de vaina. La base de datos utilizada se ha obtenido a partir de la simulación del escenario accidental utilizando un código computacional termohidráulico. La predicción de la MPCT, en función de las condiciones de la planta en el momento de producirse el accidente, se ha realizado mediante la aplicación de diferentes técnicas de regresión avanzadas; por ejemplo, regresión con penalización, el modelo de regresión lineal generalizado y random forest. Respecto a la identificación de la rama donde se ha producido la rotura, se ha llevado a cabo utilizando máquinas de soporte vectorial y árboles de clasificación. Los resultados obtenidos muestran la posibilidad de sustituir el código termohidráulico, de elevado coste computacional, por un modelo de regresión.

[EN] This paper presents the application of statistical analysis techniques, parametric and nonparametric, to the modeling of safety variables in the context of an accident with loss of refrigerant in a nuclear reactor of water under pressure. These techniques have been applied to the prediction of the maximum sheath temperature (MPCT) and to the identification of the branch where the accident occurred based on both the MPCT and the temporal evolution of the sheath temperature. The database used has been obtained from the simulation of the accidental scenario using a thermohydraulic computational code. The prediction of the MPCT, depending on the conditions of the plant at the time of the accident, has been made by applying different advanced regression techniques; for example, regression with penalty, the generalized linear regression model and random forest. Regarding the identification of the branch where the break has occurred, it has been carried out using vector support machines and classification trees. The results obtained show the possibility of replacing the thermohydraulic code, with a high computational cost, with a regression model.

[CA] En el present treball es presenta l'aplicació de tècniques d'anàlisi estadística, paramètriques i no paramètriques, a la modelització de variables de seguretat en el marc d'un accident amb pèrdua de refrigerant en un reactor nuclear d'aigua a pressió. Aquestes tècniques han sigut aplicades a la predicció de la màxima temperatura de baina (MPCT) i a la identificació de la branca on s'ha produït l'accident en funció tant de la MPCT com de l'evolució temporal de la temperatura de baina. La base de dades utilitzada s'ha obtingut a partir de la simulació de l'escenari accidental utilitzant un codi computacional termohidráulic. La predicció de la MPCT, en funció de les condicions de la planta en el moment de produir-se l'accident, s'ha realitzat mitjançant l'aplicació de diferents tècniques de regressió avançades; per exemple, regressió amb penalització, el model de regressió lineal generalitzat i random forest. Respecte a la identificació de la branca on s'ha produït el trencament, s'ha dut a terme utilitzant màquines de suport vectorial i arbres de classificació. Els resultats obtinguts mostren la possibilitat de substituir el codi termohidráulic, d'elevat cost computacional, per un model de regressió.