Identification of primary input parameters affecting evacuation in ventilated main control room through CFAST simulations and application of a machine learning algorithm to replace CFAST model

Singh Sumit Kumar; 배진수; Zhang Yu; 임새린; 허종국; 김성범; 신원규

doi:10.1016/j.net.2024.04.020

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자료유형: 학술저널

저자정보: Singh Sumit Kumar (충남대학교) 배진수 (고려대학교) Zhang Yu (충남대학교) 임새린 (고려대학교) 허종국 (고려대학교) 김성범 (고려대학교) 신원규 (충남대학교)

저널정보: 한국원자력학회 Nuclear Engineering and Technology Nuclear Engineering and Technology Vol.56 No.9

발행연도: 2024.9

수록면: 3,717 - 3,729 (13page)

DOI: 10.1016/j.net.2024.04.020

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Accurately predicting evacuation time in a ventilated main control room (MCR) during fire emergencies is crucial for ensuring the safety of personnel at nuclear power plants. This study proposes to use neural networks alongside consolidated fire and smoke transport (CFAST) simulations to serve as a surrogate model for physicsbased simulation tools. Our neural networks can promptly predict the evacuation time in MCRs, proving to be a valuable asset in fire emergencies and eliminating the need for time-consuming rollouts of the CFAST simulations. The CFAST model simulates fire and evacuation scenarios in a ventilated MCR with variations in input parameters such as door conditions, ventilation flow rate, leakage area, and fire propagation time. Target output parameters, such as hot gas layer temperature (HGLT), heat flux (HF), and optical density (OD), are used alongside standardized evacuation variables to train a machine learning model for predicting evacuation time. The findings suggest that high ventilation flow rates help to dilute smoke and discharge hot gas, leading to lower target output parameters and quicker evacuation. Standardized evacuation variables exceed the required abandonment criteria for all door conditions, indicating the importance of proper evacuation procedures. The results show that neural networks can generate evacuation times close to those obtained from CFAST simulations

#Main control room (MCR) #Nuclear power plant (NPP) #Habitability #Evacuation time #CFAST #Neural networks

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