[发明专利]再淹没临界后换热分析方法及装置

说明书

本公开属于核电维修技术领域，具体涉及一种再淹没临界后换热分析方法及装置。本公开的方法将骤冷前沿附近的发泡区域从临界后换热区域中剔除出来，避免了发泡区域复杂换热机理，对骤冷前沿下游其他区域换热分析的干扰，有利于更加合理的分析骤冷前沿附近的发泡区域下游区域的换热情况。此外，本公开实施例将骤冷前沿附近的发泡区域下游的区域细分为多个子区域，并根据每个子区域的换热模式确定该子区域的换热量，由此可以更加精细的模拟临界后换热，从而更加精确的模拟再淹没过程的包壳峰值温度以及骤冷前沿推进速率。本公开的再淹没临界后换热分析方法应用于中国自主化失水事故分析程序的开发过程中，为压水堆电站失水事故分析奠定基础。

技术领域

本发明属于核电维修技术领域，具体涉及一种再淹没临界后换热分析方法及装置。

背景技术

核电站失水事故的再淹没过程是核电站本地事故非常重要的阶段，再淹没过程涉及复杂的两相流动换热过程，因此国内外在近几十年来开展了大量实验研究和模型研究来探索再淹没过程中复杂的流动换热，并且开发了大型的系统程序如RELAP5、CATHARE、COBRA-TF等来模拟失水事故的再淹没过程。

相比一般的两相流动换热工况，再淹没过程比较特殊，主要体现在：低压低流量的工况特点、临界后换热占主导、轴向热传导重要度较高。在这其中，开发适用于低压低流量工况的临界后换热模块尤为重要，因为其直接关系到包壳峰值温度的估算以及骤冷前沿推进过程的模拟。由于上述因素，目前的失水事故分析模拟中的临界后换热模型对再淹没临界后换热的模拟误差较大，因此亟需提高对再淹没临界后换热的模拟的精确程度。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，提供了一种再淹没临界后换热分析方法及装置。

根据本公开实施例的一方面，提供一种再淹没临界后换热分析方法，所述方法包括：

根据待测通道再淹没入口的流速，确定待测通道内壁骤冷前沿附近的发泡区域；

将所述待测通道位于骤冷前沿附近的发泡区域下游的区域确定为待测区域，所述待测区域划分为多个子区域；

针对每个子区域，确定该子区域的换热模式；

针对每个子区域，根据该子区域的换热模式所对应的换热模型，确定该子区域的换热量。

在一种可能的实现方式中，针对每个子区域，确定该子区域的换热模式，包括：

针对每个子区域，根据该子区域内壁的热力学参数、该子区域内对应的控制体中液体的热力学参数、该子区域内对应的控制体中气体的热力学参数，确定该子区域对应的最小膜态沸腾温度；

在子区域的壁面温度大于等于该子区域对应的最小膜态沸腾温度的情况下，确定该子区域的换热模式为膜态沸腾；

在子区域的壁面温度小于该子区域对应的最小膜态沸腾温度的情况下，确定该子区域的换热模式为过度沸腾。

在一种可能的实现方式中，针对每个子区域，确定该子区域的换热模式，还包括：

在子区域的换热模式为膜态沸腾的情况下，若该子区域对应的控制体的空泡份额小于第一判断阈值，则确定该子区域的换热模式为反环状流膜态沸腾；

在子区域的换热模式为膜态沸腾的情况下，若该子区域对应的控制体的空泡份额大于第二判断阈值的情况下，则确定该子区域的换热模式为弥散流膜态沸腾；

其中，根据待测通道的水利当量直径、反环状流条件下的平均气膜厚度，确定第一判断阈值，所述第二判断阈值大于所述第一判断阈值。

在一种可能的实现方式中，针对每个子区域，根据该子区域的换热模式所对应的换热模型，确定该子区域的换热量，包括：

在子区域的换热模式为反环状流膜态沸腾的情况下，采用Bromley关系式确定该子区域的换热量；