[發明專利]一種核一級設備堆焊層等效換熱系數的計算方法

有效

• 申請號: 201710385067.5
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107194085B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 虞曉歡;鄭連綱;孫英學;蘇東川;謝海;鄺臨源
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F119/08
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 田甜

1.一種核一級設備堆焊層等效換熱系數的計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

A、根據牛頓冷卻定律，確定時刻τ下初始熱流密度q與初始時刻環境溫度為t_f1、初始堆焊層內表面溫度t_w1和初始設備內表面的溫度t_w2之間的關系；

B、在τ+dτ時刻環境溫度升溫到t_f2，根據牛頓冷卻定律確定τ+dτ時刻熱流密度q+dq與環境溫度t_f2、堆焊層內表面溫度t_w1+dt_w1、設備內表面溫度t_w2+dt_w2之間的關系；

C、由于堆焊層相較于設備壁厚非常薄，進一步假設堆焊層內部溫度的升高是均勻的，dt_w1＝dt_w2＝dt_w，確定出堆焊層內部在dτ時間段內由于升溫產生的焓增值dh；由于升溫，堆焊層內的焓增值為：dh＝c_pρFδdt_w；其中，c_p和ρ分別為堆焊層材料的比熱容和密度，F為堆焊層內表面的面積，δ為堆焊層的厚度；利用焓增值dh與dτ時間段內堆焊層內流過的熱量增量相同這一關系Fdq＝dh，推導出熱流量密度增量dq與堆焊層內部平均溫度升高值dt_w之間的關系

dt_w＝dq/(ρc_pδ) (3)；

D、考慮dτ為可忽略的時間增量，根據換熱系數定義及步驟A至C的結果，確定出等效換熱系數α_eq(τ)。

2.根據權利要求1所述的一種核一級設備堆焊層等效換熱系數的計算方法，其特征在于：所述步驟A中，初始熱流密度q與初始時刻環境溫度為t_f1、初始堆焊層內表面溫度t_w1和初始設備內表面的溫度t_w2之間的關系為：

其中，α₁為堆焊層內表面的換熱系數，λ為堆焊層材料的熱傳導系數，α_eq為堆焊層等效換熱系數。

3.根據權利要求2所述的一種核一級設備堆焊層等效換熱系數的計算方法，其特征在于：所述步驟B中，τ+dτ時刻熱流密度q+dq與環境溫度t_f2、堆焊層內表面溫度t_w1+dt_w1、設備內表面溫度t_w2+dt_w2之間的關系為：

4.根據權利要求2所述的一種核一級設備堆焊層等效換熱系數的計算方法，其特征在于：所述等效換熱系數α_eq(τ)為：

5.根據權利要求1所述的一種核一級設備堆焊層等效換熱系數的計算方法，其特征在于：還包括步驟E:根據等效換熱系數α_eq(τ)模擬出壓力容器筒體上的溫度場隨時間的分布情況，從而確定熱應力。