[发明专利]一种燃料组件定位格架局部阻力系数的精确实验获取方法

权利要求书

1.一种燃料组件定位格架局部阻力系数的精确实验获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

Setp.1，燃料棒束通道压降实验测点位置排布；

Setp.2，进行不带定位格架燃料棒束通道内压降实验，利用实验数据获取摩擦阻力系数；

Setp.3，在与Setp.2同一雷诺数下，进行含有定位格架的燃料棒束通道压降实验，利用实验数据获取定位格架形成的局部阻力系数；

Setp.4，重复Setp.2和Setp.3进行不同雷诺数下压降实验：包括不带定位格架的燃料棒束通道以及带定位格架的燃料棒束通道两种条件下的压降实验，以获取不同雷诺数下摩擦阻力系数以及定位格架形成的局部阻力系数；

Setp.5，基于雷诺数对应的摩擦阻力系数与局部阻力系数，拟合获取摩擦阻力系数与局部阻力系数的计算关联式；

所述燃料棒束通道压降实验中，主体部分包括外流道、燃料棒以及定位格架。

2.根据权利要求1所述的一种燃料组件定位格架局部阻力系数的精确实验获取方法，其特征在于，所述Setp.1中，所述压降实验测点位置包括定位格架上下游压降测点位置，且定位格架上下游压降测点与定位格架的轴向距离依据定位格架对上下游流场影响的作用距离确定。

3.根据权利要求1所述的一种燃料组件定位格架局部阻力系数的精确实验获取方法，其特征在于，所述Setp.2中，稳定运行时燃料棒束通道内冷却剂流动处于稳定状态，此时惯性压降为零，压降可以表示为式(1)：

Δp＝Δp_acc+Δp_grav+Δp_fric+Δp_form (1)

式(1)中，等号右边分别为加速压降、提升压降、摩擦压降以及局部压降；

摩擦压降表示为式(2)：

式(2)中，λ为摩擦阻力系数，摩擦阻力系数与雷诺数有关；L为流道长度，ρ为流体密度，ν为流体平均流速，D_h为水力直径；

局部压降表示为式(3)：

式(3)中，K为局部阻力系数；

加速压降表示为：△P_acc＝0；提升压降△P_grav与引压管间液柱高度差抵消。

4.根据权利要求3所述的一种燃料组件定位格架局部阻力系数的精确实验获取方法，其特征在于，在某一固定雷诺数下测量不含定位格架的燃料棒束通道压降为△p₁，此时压降为摩擦压降，所述固定雷诺数下摩擦阻力系数计算公式为：

5.根据权利要求3所述的一种燃料组件定位格架局部阻力系数的精确实验获取方法，其特征在于，在同一雷诺数下进行含有定位格架的燃料棒束通道压降实验，利用实验数据获取定位格架形成的局部阻力系数：

式(5)中，实验中压差传感器测得压差为△p₂，△p₁表示为摩擦压降。

6.根据权利要求1所述的一种燃料组件定位格架局部阻力系数的精确实验获取方法，其特征在于，所述Setp.5中，拟合以雷诺数为自变量拟合摩擦阻力系数与局部阻力系数关联式，拟合关联式形式如下：

λ＝a Re^b (6)

K＝c Re^d (7)

式(6)和(7)中，a、b、c、d为待定拟合系数，Re为雷诺数。

7.根据权利要求6所述的一种燃料组件定位格架局部阻力系数的精确实验获取方法，其特征在于，指数形式的拟合公式采用最小二乘拟合，具体做法是取对数将关联式形式变成线性关系式，取对数后其表达式如下：

lnλ＝b ln Re+ln a (8)

ln K＝d ln Re+ln c (9)

通过最小二乘拟合以及雷诺数对应的摩擦阻力系数与局部阻力系数可以获得a、b、c、d待定拟合系数，进而获得燃料棒束通道阻力特性规律。

8.根据权利要求1所述的一种燃料组件定位格架局部阻力系数的精确实验获取方法，其特征在于，在压降实验测点压力测量过程中，沿柱体燃料棒束通道周向均布多个测压点并取平均以代替截面平均压力。