[發明專利]一種反應堆熱工水力系統模擬試驗的工程應用方法

有效

• 申請號: 201611052744.3
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN106777532B
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 黃彥平;徐建軍;唐瑜;周慧輝
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 濟南智圓行方專利代理事務所(普通合伙企業) 37231
• 代理人: 王希剛

1.一種反應堆熱工水力系統模擬試驗的工程應用方法，包括如下步驟：

1)試驗失真度分析：

通過試驗失真度分析獲得試驗裝置的失真和試驗條件的偏差；

對于任意參數X，失真度的計算公式如下：

式中，E(X)為該參數的實測值，D(X)為該參數的理想設計值；

2)模擬失真度分析：

基于試驗失真度分析結果，計算模擬準則數，獲得模擬失真度；

對于任意模擬準則數N(X1,X2,X3,…),模擬失真度計算如下：

ΓN(X1,X2,X3,…)＝N(ΓX1,ΓX2,ΓX3,…)；

3)工程應用分析：

基于試驗失真度和模擬失真度分析結果，修正試驗裝置與原型的理想對應關系，獲得考慮失真度的試驗結果的工程應用方法；

存在試驗失真度的情況下，對任意模擬量Φ，試驗裝置與原型的比例關系為：

K＝Φ(Γ(X₁),Γ(X₂),Γ(X₃),...)＝Φ(Г(X_i))，X_i為前面所計算的實驗失真度和/或模擬失真度，

式中，為理想比例關系，可通過設計參數直接獲得,K為修正系數，需通過失真度分析獲得；下標p表示原型，m表示試驗裝置，

其中步驟1)中的試驗失真度分析包括試驗裝置失真度分析和試驗條件偏差分析；

其中試驗裝置失真度是指試驗裝置主要幾何參數的實測值與理想值的相對偏差；分析時，將通過直接或間接測量得到各主要幾何參數的實測結果M與各自的理想設計值D進行對比，失真度計算公式為Γ＝(M－D)/D*100％；通過計算形成多個參數的試驗裝置失真度結果；

試驗條件偏差主要包括試驗運行參數的偏差和阻力特性模擬的偏差；其中試驗運行參數偏差是指在相同工況下運行參數試驗值E與設計值D之間的相對偏差，試驗運行參數可通過試驗過程中的參數記錄獲得；試驗運行參數的偏差的計算公式為(E－D)/D*100％；

阻力特性模擬的偏差是指在基準工況下，試驗裝置與原型系統阻力特性的相對偏差，可通過對比基準工況下試驗裝置實測各段壓降M和設計值P獲得，計算公式為(M－P)/P*100％；

步驟2)模擬失真度分析采用的模擬準則包括幾何相似準則、動力學相似準則、熱源數、Richardson數、功率容積比、參考速度和參考溫升，其中各個模擬準則的計算公式如下：

面積比：

長度比：

動力學相似準則：

參考速度：

參考溫升：

熱源數：

Richardson數：

功率容積比：

通過將試驗裝置失真度及試驗條件的偏差代入模擬準則的公式中，可獲得試驗模擬準則數的失真度；

面積比：長度比：

動力學相似準則：

參考速度：

參考溫升：

熱源數：

Richardson數：

功率容積比：

步驟3)是基于試驗失真度和模擬失真度的分析結果，對試驗裝置與原型參數的理想對應關系進行修正，獲得考慮失真度影響的試驗結果的工程應用方法；

試驗裝置失真度中的試驗裝置主要幾何參數包括反應堆流動長度、堆芯活性段長度、堆芯流通面積、冷段流通面積、熱段流通面積、過渡段段流通面積、反應堆水容積、SG傳熱管內徑、SG一次側流動長度、SG傳熱管平均長度、SG傳熱管幾何中心高度、SG傳熱管流通面積、SG傳熱管換熱面積、SG一次側水容積、SG二次側水容積、SG傳熱管熱阻、穩壓器滿水容積、管道流通面積、管道流動長度、冷熱芯高差、一回路總水容積、反應堆一回路流量、功率、設計功率容積比的一種或者多種；

試驗運行參數的偏差中的參數包括堆芯功率、反應堆平均溫度、穩壓器壓力、穩壓器液位、SG1二次側給水溫度、SG1二次側液位、SG2二次側給水溫度、SG2二次側液位中的一種或多種；

阻力特性模擬偏差的參數是冷段阻力系數F1、熱段阻力系統F2和過渡段阻力系統F3的一種或多種；

其中上述各式中，ρ為流體密度，a₀為堆芯流通面積，a_i為各部件的流通面積，a_s0為堆芯換熱面積，u₀為以堆芯流通面積為基準的參考流速，l₀為加熱段長度，l_i為分段長度；l_h為冷熱芯高差，ΣF_i/A_i²為回路等效阻力系數，q₀為堆芯體積功率密度，q_s是堆芯加熱功率；ΔT₀為冷熱芯的溫差，N是總功率，V是總體積；A_i是無量綱分段流通面積；L_i無量綱分段長度；F_i是分段阻力系數；下標p表示原型，m表示試驗裝置，R表示模型和原型的比值。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，幾何參數反應堆一回路流量，具體計算方式如下：

反應堆一回路流量的計算表達式如下：

W₀＝ρ₀a₀u₀ (1)

其中ρ₀是堆芯流體密度；

(1)不考慮失真的理想情況下

試驗與原型一回路流量滿足下述關系：

式中，ρ_0R為堆芯流體的密度比，u_0R為的參考流速比，在理想條件下均為1；a_0R為理想條件下堆芯流通面積比，該比例在試驗裝置設計時即可確定；

(2)考慮失真度的情況下

試驗與原型一回路流量滿足下述關系:

式中，ΓNρ_0R為密度比失真度；ΓA_0R為流通面積失真度；Γu_0R為參考速度失真度，均可由試驗模擬失真度計算得到。