[發(fā)明專(zhuān)利]一種反應(yīng)堆堆芯熱工水力多尺度分析方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810630474.2
• 申請(qǐng)日: 2018-06-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108875213B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳廣亮;田兆斐;張志儉;李磊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/20
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/20;G06F30/13
• 代理公司: 北京博爾赫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 16045
• 代理人: 于武江

1.一種反應(yīng)堆堆芯熱工水力多尺度分析方法，其特征是包括如下步驟：

步驟1：通過(guò)堆芯子通道分析程序開(kāi)展堆芯熱工水力計(jì)算；

步驟2：確定反應(yīng)堆堆芯關(guān)鍵區(qū)域位置與區(qū)域范圍；

步驟3：確定堆芯CFD分析區(qū)域的邊界條件；

步驟4：開(kāi)展堆芯關(guān)鍵區(qū)域的CFD計(jì)算；

步驟5：整理CFD計(jì)算結(jié)果，分析堆芯關(guān)鍵區(qū)域熱工水力重要參量的狀態(tài)；

步驟6：整理CFD計(jì)算結(jié)果，優(yōu)化子通道程序的計(jì)算模型與守恒方程源項(xiàng)；

步驟7：更新子通道程序在堆芯關(guān)鍵區(qū)域的熱工水力計(jì)算模型與守恒方程源項(xiàng)；

步驟8：以更新的子通道程序，重復(fù)步驟1到步驟5；

步驟9：對(duì)比相鄰兩次關(guān)鍵區(qū)CFD計(jì)算中關(guān)鍵區(qū)的重要參量數(shù)值，判斷是否收斂，具體包括：判斷相鄰兩次堆芯關(guān)鍵區(qū)CFD計(jì)算所得重要參量的差別是否小于限定值，若小于結(jié)束在步驟3堆芯CFD分析區(qū)域的邊界條件所限定的工況下CFD程序與子通道程序兩類(lèi)程序的聯(lián)合計(jì)算，若大于從步驟6繼續(xù)開(kāi)始兩類(lèi)程序的聯(lián)合計(jì)算。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)堆堆芯熱工水力多尺度分析方法，其特征是所述確定反應(yīng)堆堆芯關(guān)鍵區(qū)域位置與區(qū)域范圍具體包括：分析堆芯熱工水力子通道程序計(jì)算結(jié)果，篩選冷卻劑、燃料包殼、芯塊的高溫子通道程序控制體及控制體數(shù)量，或大溫度梯度、大流速梯度、大壓力梯度參量大梯度區(qū)所對(duì)應(yīng)的子通道控制體及控制體數(shù)量，以所選擇的所有控制體所對(duì)應(yīng)的堆芯實(shí)際幾何區(qū)域?yàn)槎研娟P(guān)鍵區(qū)域。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的反應(yīng)堆堆芯熱工水力多尺度分析方法，其特征是所述確定堆芯CFD分析區(qū)域的邊界條件具體包括：針對(duì)所確定的堆芯關(guān)鍵區(qū)域，以子通道程序分析中在堆芯關(guān)鍵區(qū)域邊界上的數(shù)據(jù)為堆芯關(guān)鍵區(qū)域邊界條件，對(duì)子通道程序分析中在堆芯關(guān)鍵區(qū)域邊界上的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值處理，獲得的精細(xì)分布的參量數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的反應(yīng)堆堆芯熱工水力多尺度分析方法，其特征是所述開(kāi)展堆芯關(guān)鍵區(qū)域的CFD計(jì)算具體包括：針對(duì)所確定的堆芯關(guān)鍵區(qū)域，以所確定的關(guān)鍵區(qū)域邊界條件，開(kāi)展堆芯關(guān)鍵區(qū)域的CFD計(jì)算，并保證所應(yīng)用的CFD網(wǎng)格方案、湍流模型、離散格式、物性參數(shù)適用于堆芯關(guān)鍵區(qū)域的計(jì)算工況，進(jìn)而獲得并存儲(chǔ)堆芯關(guān)鍵區(qū)域的精細(xì)化熱工水力計(jì)算數(shù)據(jù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的反應(yīng)堆堆芯熱工水力多尺度分析方法，其特征是所述整理CFD計(jì)算結(jié)果，優(yōu)化子通道程序的計(jì)算模型與守恒方程源項(xiàng)具體包括：

1)根據(jù)CFD計(jì)算所得的精細(xì)化流動(dòng)與傳熱數(shù)據(jù)，通過(guò)面積加權(quán)積分、體積加權(quán)積分、質(zhì)量加權(quán)積分，處理堆芯CFD計(jì)算結(jié)果，獲得面積加權(quán)平均流速、面積加權(quán)平均壓力、體積加權(quán)平局物性參數(shù)、質(zhì)量加權(quán)平均溫度、面積加權(quán)平均熱流，以此修正堆芯熱工水力子通道程序中的沿程阻力計(jì)算模型、局部阻力計(jì)算模型、湍流交混計(jì)算模型、傳熱系數(shù)計(jì)算模型；

2)通過(guò)對(duì)CFD結(jié)果的積分處理，獲得子通道分析程序守恒方程中的各項(xiàng)數(shù)值，進(jìn)而獲得為保證子通道守恒方程平衡所需補(bǔ)充的守恒方程源項(xiàng)，研究守恒方程源項(xiàng)的分布規(guī)律，并建立守恒方程源項(xiàng)的數(shù)學(xué)模型，優(yōu)化子通道分析程序守恒方程源項(xiàng)。