[發明專利]一種得到板狀壓水堆冷卻劑溫度與燃料有效溫度的方法

有效

• 申請號: 201911028469.5
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110781594B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 李云召;楊杰偉;吳宏春;萬承輝
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/08
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

本發明公開了一種得到板狀壓水堆冷卻劑溫度與燃料有效溫度的方法，該方法包括了冷卻劑溫度獲取、冷卻劑與包殼換熱系數獲取、包殼外表面溫度獲取和燃料芯塊溫度獲?。槐景l明方法將整個組件作為一個熱工通道進行計算，相較于傳統的將組件內重復出現的某一更小的通道作為熱工通道的做法，該方法更加適用于組件內小通道各不相同的板狀壓水堆；該方法在問題描述中只需給出組件內燃料板的數量和幾何尺寸即可，省去了描述組件內燃料板布置的成本；該方法在獲取板狀壓水堆冷卻劑溫度與燃料有效溫度過程中采用了微商代替微分的差分技術，求解速度更快。

技術領域

本發明涉及核反應堆堆芯核設計及安全領域，具體涉及一種得到板狀壓水堆冷卻劑溫度與燃料有效溫度的方法。

背景技術

由于核電行業的特殊性，要進行反應堆的安全測試或是燃料優化管理的實驗成本很高且不易操作，所以現階段我們通常采用軟件仿真的手段來模擬計算反應堆的真實運行。核電站是由不同功能的系統組成的，具有多元化物理過程的特點，各個物理過程相互影響，十分復雜，尤其是在核電站的反應堆堆芯部分，更是集中地存在多種物理過程。例如中子會引發重核的裂變，這一過程釋放的能量使得堆芯內冷卻劑溫度以及燃料溫度升高，溫度場的變化又會引起流場以及核數據的變化，核數據的改變又會反過來作用于中子的碰撞，影響中子裂變率，這就是各個物理場之間相互影響。由此在反應堆模擬過程中溫度場的求解是不可或缺的一環。常見的壓水堆溫度場的求解往往是針對棒式燃料組件即燃料組件內的燃料芯塊是棒型的，該類型的燃料組件中棒束分布均勻，排布有序，往往一束棒周圍的冷卻劑流通面積是相同的，所以傳統方法可以只求解其中一根單棒的溫度以求解整個組件內的燃料有效溫度。對于板狀壓水堆其內部裝載的板型燃料組件，即燃料芯塊的形式是板狀，對于板狀燃料元件中的板的排布可能不能保證每一塊板周圍的冷卻劑流通面積是相同的，所以傳統方法中求解其中一塊板以得到整個板狀組件燃料有效溫度的方法不再適用，現一種方法針對板狀壓水堆求解其冷卻劑溫度與燃料有效溫度是計算模擬板狀壓水堆必要的一環。

發明內容

為了克服上述現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種得到板狀壓水堆冷卻劑溫度與燃料有效溫度的方法，能正確描述板狀燃料組件，并使得針對于板狀壓水堆計算結果更為精確。

為了實現上述目的，本發明采取了以下技術方案予以實施：

1、一種得到板狀壓水堆冷卻劑溫度與燃料有效溫度的方法，其特征在于：該方法包括了冷卻劑溫度獲取、冷卻劑與包殼換熱系數獲取、包殼外表面溫度獲取和燃料芯塊溫度獲取；具體步驟如下：

步驟1：冷卻劑溫度獲?。?/p>

已知堆芯內各個節塊的絕對功率，其中節塊的橫截面即堆芯內的燃料組件的橫截面，節塊的高度為小于等于堆芯活性區高度的任意高度；已知堆芯的入口溫度，以及各個節塊內冷卻劑的質量流量，從堆芯底部往上依次獲取各個節塊的冷卻劑溫度；

首先計算堆芯活性區底部的節塊上表面的焓值，此時堆芯活性區底部的節塊下表面溫度即為堆芯冷卻劑的入口溫度，堆芯冷卻劑入口溫度是堆芯的設計值，是已知的：

其中，h_b,上表面表示堆芯活性區最底部的節塊b上表面的焓值，單位是J/Kg；h_tin表示冷卻劑入口溫度對應的焓值，這一數值通過壓力溫度查水與水蒸氣物性參數表得到；P_b表示堆芯活性區最底部的節塊b的絕對功率，單位W；M_b表示堆芯活性區最底部的節塊b內的冷卻劑質量流量，單位是Kg/s；

在獲取堆芯活性區最底部的節塊b上下表面的焓值之后通過平均上下表面焓值獲取節塊平均焓值，再通過壓力焓值查水與水蒸氣物性參數表獲得堆芯活性區最底部的節塊b內冷卻劑溫度；

在已知堆芯活性區最底部節塊的上下表面焓值后，從下往上依次獲取堆芯內所有節塊的上下表面焓值；