[发明专利]一种应用于双流程堆芯的瞬态分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及核反应堆设计技术领域，尤其涉及一种应用于双流程堆芯的瞬态分析方法。

背景技术

反应性及功率分布异常事件往往伴随着强烈的物理与热工-水力耦合效应，是核电厂安全分析的重要内容。对于这类事件，点堆或一维的中子动力学模型无法正确描述功率的空间分布，因而无法计算功率随时间的变化。为保证计算的包络性，就必须引入大量的保守性假设。只有耦合三维中子时空动力学与热工-水力学进行瞬态计算，才能描述物理与热工-水力之间的反馈，提供较精确的三维功率分布，较真实地模拟瞬态过程。

为了更精确的评价反应性引入等功率分布畸变、物理热工耦合强烈的事故过程的安全裕量，国际上正在开展堆芯三维物理与热工-水力耦合计算研究和程序研发。耦合方式一般采用模块化方式，同时考虑到计算机能力的限制和工程应用的目的，三维物理计算求解模块一般采用节块方法，热工-水力计算求解模块一般采用子通道程序。热工-水力计算模块同样能够采用系统分析程序，但系统分析程序在堆芯的通道划分较粗糙，对于功率分布畸变严重的事故，计算的功率峰过高。最初开发子通道分析程序的应用范围是分析棒束传热，耦合计算中将组件尺度的通道作为一个平均管，整个堆芯看作一个棒束进行计算。此种处理方法满足单流程冷却剂堆芯（如压水堆核电厂）的分析需求，但无法用于分析冷却剂分为双流程的堆芯，如超临界水堆。

在双流程冷却剂堆芯计算中，先计算第一流程，为第二流程提供入口边界条件，再执行第二流程计算，即需要执行两次子通道计算模块实现双流程计算。除非对计算程序进行大量的改写，否则计算数据，特别是一些中间过程数据，与求解程序难以完全分离，因此采用同一个程序模块无法实现双流程的计算。

对于稳态耦合计算，不涉及前一时刻的计算结果，可以通过调用可执行程序执行每个流程的单独计算，流程之间的信息传递通过读写文件的方式实现。与物理程序耦合相关的数据（包括物理程序提供给热工程序的功率密度、热工程序为物理程序提供的相关热工参数），也通过文件读写的方式传递。

但对于瞬态耦合计算，需要保留每个流程的当前时刻的计算结果，用作下一时刻瞬态计算的初始条件。以双流程超临界水堆堆芯为例，一方面，热工-水力的计算结果包含慢化剂、冷却剂的焓场、压降、速度，慢化剂冷却剂间传热盒壁的温度、燃料元件径向温场分布等，远多于传递给物理程序温度、密度信息；另一方面，当物理程序与热工采用隐式耦合方式时，同一个时间步，物理程序和热工程序也通过多次迭代直至功率分布、温场分布收敛，则每个流程的前一时刻的计算结果同样必须保存。再考虑到瞬态计算要进行多个时步的计算，调用可执行文件、数据采用文件读写传递的方式实用性较差。

对双流程堆芯的瞬态计算，主要计算数据应采用内存读写方式操作，而计算程序又与数据难以完全分离，因此为每个流程都配置专门的求解模块，编译在一个可执行文件里。但求解模块均源于同一个子通道程序，程序、数据名称均一致，不能直接编译。

综上所述，本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

在现有技术中，由于在对双流程堆芯的瞬态计算时，主要计算数据应采用内存读写方式操作，而计算程序又与数据难以完全分离，因此为每个流程都配置专门的求解模块，编译在一个可执行文件里，但求解模块均源于同一个子通道程序，程序、数据名称均一致，不能直接编译，所以，现有技术中的子通道分析程序用于双流程堆芯计算时，存在由于计算数据内存读写困难，使得三维物理与热工-水力耦合瞬态分析方法无法应用于双流程冷却剂堆芯的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种应用于双流程堆芯的瞬态分析方法，解决了现在技术中的子通道分析程序用于双流程堆芯计算时，存在计算数据内存读写困难，使三维物理与热工-水力耦合瞬态分析方法无法应用于双流程冷却剂堆芯的技术问题，实现了子通道分析程序用于双流程堆芯计算时，快速简便地完成计算数据内存的读写，进而使三维物理与热工-水力耦合瞬态分析方法能够应用于双流程冷却剂堆芯的瞬态过程分析的技术效果。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种应用于双流程堆芯的瞬态分析方法，所述方法具体为：采用动态链接库来实现双流程堆芯瞬态计算的计算数据内存读写，其中，所述双流程具体为：第一流程和第二流程。