[發(fā)明專利]鉛水反應(yīng)中鉛鉍合金凝固過程的模擬方法及裝置在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202210227209.6 | 申請日： | 2022-03-08 |
| 公開（公告）號： | CN114743609A | 公開（公告）日： | 2022-07-12 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 劉曉晶;劉達霖;鄧暢;張滕飛 | 申請（專利權(quán)）人： | 上海交通大學(xué) |
| 主分類號： | G16C20/10 | 分類號： | G16C20/10;G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14;G06F119/08 |
| 代理公司： | 北京薈英捷創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11726 | 代理人： | 張陽 |
| 地址： | 200240 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 反應(yīng) 中鉛鉍 合金 凝固 過程 模擬 方法 裝置 | ||
本發(fā)明提供了一種鉛水反應(yīng)中鉛鉍合金凝固過程的模擬方法及裝置，涉及核反應(yīng)堆技術(shù)領(lǐng)域，包括：對預(yù)設(shè)流體計算模型、預(yù)設(shè)湍流模型及凝固傳熱模型進行耦合，以建立鉛鉍合金凝固的仿真環(huán)境；獲取鉛水反應(yīng)的初始工況，在仿真環(huán)境下基于初始工況對所述鉛鉍合金的凝固變相傳熱過程進行仿真模擬，得到高速入射水流注入預(yù)設(shè)時間內(nèi)鉛水反應(yīng)區(qū)域分布信息。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對鉛水反應(yīng)中鉛鉍合金凝固過程的復(fù)合仿真，提升了鉛水反應(yīng)中鉛鉍合金凝固仿真模擬的可靠性。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及核反應(yīng)堆技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種鉛水反應(yīng)中鉛鉍合金凝固過程的模擬方法及裝置。
背景技術(shù)
鉛基快堆通常采用液態(tài)鉛或鉛鉍合金作為冷卻劑，但是，當出現(xiàn)蒸汽發(fā)生器傳熱管破裂(SGTR)事故時，水與鉛鉍合金會發(fā)生凝固反應(yīng)，導(dǎo)致反應(yīng)堆內(nèi)出現(xiàn)堵流，進而會影響堆芯，產(chǎn)生嚴重的堆芯損壞事故。為了研究發(fā)生鉛水反應(yīng)后實際的后果及可能造成的影響，對于鉛鉍合金凝固過程中變相傳熱的熱物理過程研究是十分必要的。目前的對于鉛鉍合金凝固過程中變相傳熱的數(shù)值模擬還存在考慮不全面，導(dǎo)致模擬結(jié)果不可靠的問題。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種鉛水反應(yīng)中鉛鉍合金凝固過程的模擬方法及裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)對鉛水反應(yīng)中鉛鉍合金凝固過程的復(fù)合仿真，提升了鉛水反應(yīng)中鉛鉍合金凝固仿真模擬的可靠性。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例采用的技術(shù)方案如下：
第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種鉛水反應(yīng)中鉛鉍合金凝固過程的模擬方法，包括：對預(yù)設(shè)流體計算模型、預(yù)設(shè)湍流模型及凝固傳熱模型進行耦合，以建立鉛鉍合金凝固的仿真環(huán)境；獲取鉛水反應(yīng)的初始工況，在所述仿真環(huán)境下基于所述初始工況對所述鉛鉍合金的凝固變相傳熱過程進行仿真模擬，得到高速入射水流注入預(yù)設(shè)時間內(nèi)鉛水反應(yīng)區(qū)域分布信息。
進一步，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，所述在所述仿真環(huán)境下基于所述初始工況對所述鉛鉍合金的凝固變相傳熱過程進行仿真模擬的步驟，包括：基于預(yù)設(shè)的凝固變相傳熱條件在預(yù)設(shè)仿真軟件中，構(gòu)建所述仿真環(huán)境下所述鉛水反應(yīng)的凝固變相傳熱模型；基于所述初始工況對所述凝固變相傳熱模型進行二維瞬態(tài)仿真模擬。
進一步，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，所述預(yù)設(shè)的凝固變相傳熱條件包括：鉛鉍合金凝固過程中固態(tài)區(qū)的熱傳遞方式為熱傳導(dǎo)，液態(tài)區(qū)的熱傳遞方式為熱對流。
進一步，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，所述凝固變相傳熱模型包括固態(tài)區(qū)的熱傳遞方程、液態(tài)區(qū)的熱傳遞方程及固液分界面的糊狀區(qū)的熱傳遞方程。
進一步，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中，所述固態(tài)區(qū)的熱傳遞方程為：
其中，ρs為固相溫度，cs為固相比熱，ks為固相導(dǎo)熱系數(shù)，Ts為固相溫度，t為時間，Ss為固相源項。
進一步，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第五種可能的實施方式，其中，所述液態(tài)區(qū)的熱傳遞方程為：
其中，ρl為液相溫度，cl為液相比熱，kl為液相導(dǎo)熱系數(shù)，Tl為液相溫度，v為速度矢量，Sl為液相源項。
進一步，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第六種可能的實施方式，其中，所述糊狀區(qū)的熱傳遞方程為：
其中，ρs為固相溫度，ks為固相導(dǎo)熱系數(shù)，kl為液相導(dǎo)熱系數(shù)，Tl為液相溫度，v為速度矢量，Sl為液相源項；Δhm為相變潛熱，v∑為混合物速度矢量，T為糊狀區(qū)的溫度。
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