[發明專利]一種提高壓緊力裕量的燃料組件壓緊系統分析方法

在審

• 申請號: 202011314003.4
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112446147A
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發明（設計）人: 朱發文;蒲曾坪;陽惠;陳平;蘆韡;馬超;周毅;盧嘉川;李云;曾孝敏;周小云;劉盈
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G16C20/70;G16C60/00;G06F119/14
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 李東斌

本發明涉及核反應堆燃料組件技術領域，具體公開了一種提高壓緊力裕量的燃料組件壓緊系統分析方法。該方法包括：根據燃料組件在堆芯中的受力分析，建立燃料組件壓緊力裕量模型；根據壓緊力影響參數類型，確定壓緊彈簧變形量，獲得各種工況下的燃料組件壓緊力；獲取燃料組件壓緊力裕量；在規定的次數內，重復計算獲得燃料組件壓緊力和壓緊力裕量，并在給定置信度和容許區間情況下，對各種工況下的壓緊力和壓緊力裕量的計算結果進行數據統計。本方法將壓緊力影響參數按照一定的概率分布進行取值，相對于確定論分析方法，不用各變量的極限值，可解決影響參數取極限值帶來的保守性問題。

技術領域

本發明屬于核反應堆燃料組件技術領域，具體涉及一種提高壓緊力裕量的燃料組件壓緊系統分析方法。

背景技術

燃料組件壓緊系統是核反應堆燃料組件的重要部件，其主要功能是補償燃料組件的高度差以及燃料組件輻照生長和松弛引起的高度變化，為燃料組件提供合適的軸向壓緊力，以防止燃料組件跳起，從而保證燃料組件的結構完整性。壓緊力過小會使燃料組件脫離堆芯下板的支撐，壓緊力過大又易使燃料組件在運行期間發生變形，可能導致控制棒組件落棒不暢。在國家核安全局核電廠安全審查中，燃料組件壓緊系統性能是關注的重點之一。

目前，一般采用確定論方法開展燃料組件壓緊系統分析計算。采用確定論方法計算時，對各種影響壓緊力的參數均取極限值，并且對不確定性進行算術累加。事實上，各種影響壓緊力的參數均同時處于極限值的概率是非常小的。因此，采用確定論方法驗證計算得到的最小壓緊力過于保守，往往使得壓緊力裕量不足，計算結果難以滿足燃料組件設計準則要求。為更準確地評估燃料組件壓緊力，保證合適壓緊力的同時又減小壓緊力對燃料組件彎曲變形的影響，需要采用一種更合理的分析方法開展燃料組件壓緊系統分析。

發明內容

本發明的目的在于提供一種提高壓緊力裕量的燃料組件壓緊系統分析方法，克服現有技術中確定論分析方法的缺點，解決燃料組件壓緊系統的壓緊力計算過于保守導致壓緊力裕量不足的問題。

本發明的技術方案如下：一種提高壓緊力裕量的燃料組件壓緊系統分析方法，該方法包括：

S1、根據燃料組件在堆芯中的受力分析，建立燃料組件壓緊力裕量模型；

S2、根據壓緊力影響參數類型，確定壓緊彈簧變形量，獲得各種工況下的燃料組件壓緊力；

S3、對燃料組件的重力、水力學作用力以及浮力隨機取值，并根據燃料組件壓緊力裕量模型，獲取燃料組件壓緊力裕量；

S4、在規定的次數內，重復計算獲得燃料組件壓緊力和壓緊力裕量，并在給定置信度和容許區間情況下，對各種工況下的壓緊力和壓緊力裕量的計算結果進行數據統計。

所述S1中燃料組件壓緊力裕量模型具體為：

燃料組件壓緊力裕量滿足以下要求：

M＝F_r+W-F_h-A≥0

其中，M為給定置信度下的燃料組件壓緊力裕量統計值，F_r為給定置信度下的壓緊力統計值，W為燃料組件重力，F_h為燃料組件水力學作用力，A為燃料組件浮力。

所述S2中獲得各種工況下燃料組件壓緊力具體包括：

S2.1、確定燃料組件壓緊力影響參數類型；

S2.1.1、梳理確定燃料組件壓緊力影響參數；

S2.1.2、對燃料組件壓緊力影響參數屬于確定值參數或隨機性參數進行分類判斷；

S2.2、確定燃料組件壓緊力影響中的隨機性參數的不確定性；

S2.3、根據壓緊力影響參數，計算獲得壓緊彈簧變形量及壓緊力。