[发明专利]自然循环回路的流量确定方法、装置及服务器

说明书

本发明提供了一种自然循环回路的流量确定方法、装置及服务器；其中，该方法包括：获取反应堆的自然循环回路的数学模型以及冷却剂参数；根据计算流体动力学原理、堆芯换热段模型及预设的初始回路入口流速，确定各子换热段模型的平均温度；根据自然循环压降平衡原理、平均温度、堆芯换热段模型、蒸汽发生器换热段、管道段模型与冷却剂参数，确定自然循环稳态入口流速；再结合自然循环稳态入口流速及预设的摇摆条件，确定各子换热段模型在摇摆条件下的平均温度变化函数；基于与确定自然循环稳态入口流速类似的原理，确定摇摆条件下冷却剂的自然循环入口流速变化函数。本发明在保证对摇摆条件下自然循环流量变化分析结果精度的同时，提高了分析效率。

技术领域

本发明涉及核反应堆技术领域，尤其是涉及一种自然循环回路的流量 确定方法、装置及服务器。

背景技术

随着科技的发展，核能作为一种清洁能源在生产生活中得到了越来越 广泛的应用。海上浮动核电站、核动力舰船等核能发电设施在海洋环境中 运行时，核反应堆的自然循环系统会受到摇摆、倾斜等海洋条件的影响。

现有技术主要通过对CFD(Computational Fluid Dynamics，计算流体动 力学)软件改造，采用改造后的软件对摇摆条件下的反应堆自然循环流量 随时间的变化情况进行分析；上述改造主要包括以下两个方面：(1)模型 运动形式实现摇摆；(2)将摇摆条件下引起的附加力(切线加速度、轴向 加速度、科氏加速度)作为动量源项添加到动量方程。然而现有技术中采 用的反应堆自然循环回路过于简单，丢失了反应堆堆芯部分的特征，在分析过程中采用的冷却剂流动方式与实际不符，导致反应堆自然循环流量随 时间的变化分析结果误差较大。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种自然循环回路的流量确定方法、 装置及服务器，以保证对摇摆条件下反应堆自然循环流量随时间的变化分 析结果的精度的同时，降低分析复杂度，提高分析效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种自然循环回路的流量确定方法， 该方法包括：获取反应堆的自然循环回路的数学模型，以及冷却剂的参数； 数学模型包括堆芯换热段模型、蒸汽发生器换热段模型及管道段模型；堆 芯换热段模型包括多个预设长度的子换热段模型；根据计算流体动力学原 理、堆芯换热段模型及预设的初始回路入口流速，确定各个子换热段模型 的平均温度；根据自然循环压降平衡原理、平均温度、堆芯换热段模型、蒸汽发生器换热段、管道段模型与冷却剂的参数，确定冷却剂在自然循环 回路中的自然循环稳态入口流速；根据计算流体动力学原理、堆芯换热段 模型、自然循环稳态入口流速及预设的摇摆条件，确定各个子换热段模型 在摇摆条件下的平均温度变化函数；根据自然循环压降平衡原理、平均温 度变化函数、堆芯换热段模型、蒸汽发生器换热段、管道段模型及冷却剂 的参数，确定冷却剂在摇摆条件下在自然循环回路中的自然循环入口流速 变化函数。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方 式，其中，上述根据自然循环压降平衡原理、平均温度、堆芯换热段模型、 蒸汽发生器换热段、管道段模型与冷却剂的参数，确定冷却剂在自然循环 回路中的自然循环稳态入口流速，包括：根据平均温度、堆芯换热段模型 的温度参数、蒸汽发生器换热段模型的温度参数及管道段模型的温度参数， 生成自然循环回路的温度场分布；根据自然循环的压降平衡原理、温度场分布与冷却剂的参数，计算冷却剂在自然循环回路中的自然循环稳态入口 流速。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方 面的第二种可能的实施方式，其中，上述自然循环压降平衡原理、根据温 度场分布与冷却剂的参数，计算冷却剂在自然循环回路中的自然循环稳态 入口流速，包括：根据自然循环压降平衡原理、温度场分布与冷却剂的参 数，计算冷却剂在自然循环回路中的当前自然循环入口流速；计算当前自 然循环入口流速与初始回路入口流速的第一流速差；判断第一流速差是否小于或等于预设的第一精度阈值；如果大于，将当前自然循环入口流速确 定为初始回路入口流速，继续执行计算各个子换热段模型的平均温度的步 骤；如果小于或等于，将当前自然循环入口流速确定为自然循环稳态入口 流速。