[發明專利]自然循環回路的流量確定方法、裝置及服務器

有效

• 申請號: 201910617740.2
• 申請日: 2019-07-09
• 公開（公告）號: CN110289111B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 劉曉晶;靳爽;柴翔;張滕飛;熊進標
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G21C15/253
• 分類號: G21C15/253;G21D3/14
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 徐彥圣

本發明提供了一種自然循環回路的流量確定方法、裝置及服務器；其中，該方法包括：獲取反應堆的自然循環回路的數學模型以及冷卻劑參數；根據計算流體動力學原理、堆芯換熱段模型及預設的初始回路入口流速，確定各子換熱段模型的平均溫度；根據自然循環壓降平衡原理、平均溫度、堆芯換熱段模型、蒸汽發生器換熱段、管道段模型與冷卻劑參數，確定自然循環穩態入口流速；再結合自然循環穩態入口流速及預設的搖擺條件，確定各子換熱段模型在搖擺條件下的平均溫度變化函數；基于與確定自然循環穩態入口流速類似的原理，確定搖擺條件下冷卻劑的自然循環入口流速變化函數。本發明在保證對搖擺條件下自然循環流量變化分析結果精度的同時，提高了分析效率。

技術領域

本發明涉及核反應堆技術領域，尤其是涉及一種自然循環回路的流量 確定方法、裝置及服務器。

背景技術

隨著科技的發展，核能作為一種清潔能源在生產生活中得到了越來越 廣泛的應用。海上浮動核電站、核動力艦船等核能發電設施在海洋環境中 運行時，核反應堆的自然循環系統會受到搖擺、傾斜等海洋條件的影響。

現有技術主要通過對CFD(Computational Fluid Dynamics，計算流體動 力學)軟件改造，采用改造后的軟件對搖擺條件下的反應堆自然循環流量 隨時間的變化情況進行分析；上述改造主要包括以下兩個方面：(1)模型 運動形式實現搖擺；(2)將搖擺條件下引起的附加力(切線加速度、軸向 加速度、科氏加速度)作為動量源項添加到動量方程。然而現有技術中采 用的反應堆自然循環回路過于簡單，丟失了反應堆堆芯部分的特征，在分析過程中采用的冷卻劑流動方式與實際不符，導致反應堆自然循環流量隨 時間的變化分析結果誤差較大。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種自然循環回路的流量確定方法、 裝置及服務器，以保證對搖擺條件下反應堆自然循環流量隨時間的變化分 析結果的精度的同時，降低分析復雜度，提高分析效率。

第一方面，本發明實施例提供了一種自然循環回路的流量確定方法， 該方法包括：獲取反應堆的自然循環回路的數學模型，以及冷卻劑的參數； 數學模型包括堆芯換熱段模型、蒸汽發生器換熱段模型及管道段模型；堆 芯換熱段模型包括多個預設長度的子換熱段模型；根據計算流體動力學原 理、堆芯換熱段模型及預設的初始回路入口流速，確定各個子換熱段模型 的平均溫度；根據自然循環壓降平衡原理、平均溫度、堆芯換熱段模型、蒸汽發生器換熱段、管道段模型與冷卻劑的參數，確定冷卻劑在自然循環 回路中的自然循環穩態入口流速；根據計算流體動力學原理、堆芯換熱段 模型、自然循環穩態入口流速及預設的搖擺條件，確定各個子換熱段模型 在搖擺條件下的平均溫度變化函數；根據自然循環壓降平衡原理、平均溫 度變化函數、堆芯換熱段模型、蒸汽發生器換熱段、管道段模型及冷卻劑 的參數，確定冷卻劑在搖擺條件下在自然循環回路中的自然循環入口流速 變化函數。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方 式，其中，上述根據自然循環壓降平衡原理、平均溫度、堆芯換熱段模型、 蒸汽發生器換熱段、管道段模型與冷卻劑的參數，確定冷卻劑在自然循環 回路中的自然循環穩態入口流速，包括：根據平均溫度、堆芯換熱段模型 的溫度參數、蒸汽發生器換熱段模型的溫度參數及管道段模型的溫度參數， 生成自然循環回路的溫度場分布；根據自然循環的壓降平衡原理、溫度場分布與冷卻劑的參數，計算冷卻劑在自然循環回路中的自然循環穩態入口 流速。

結合第一方面的第一種可能的實施方式，本發明實施例提供了第一方 面的第二種可能的實施方式，其中，上述自然循環壓降平衡原理、根據溫 度場分布與冷卻劑的參數，計算冷卻劑在自然循環回路中的自然循環穩態 入口流速，包括：根據自然循環壓降平衡原理、溫度場分布與冷卻劑的參 數，計算冷卻劑在自然循環回路中的當前自然循環入口流速；計算當前自 然循環入口流速與初始回路入口流速的第一流速差；判斷第一流速差是否小于或等于預設的第一精度閾值；如果大于，將當前自然循環入口流速確 定為初始回路入口流速，繼續執行計算各個子換熱段模型的平均溫度的步 驟；如果小于或等于，將當前自然循環入口流速確定為自然循環穩態入口 流速。