[发明专利]一种核动力系统一二回路耦合计算方法

权利要求书

1.一种核动力系统一二回路耦合计算方法，其特征在于：在使用计算流体动力学软件对蒸汽发生器的流动换热特性分析时，耦合程序使用区域重叠法进行建模，其中计算流体动力学软件通过与系统分析程序在蒸汽发生器与一二回路的两个进口与两个出口处进行数据传递，实现跨纬度耦合，能够考虑一二回路系统工况变化对蒸汽发生器计算结果的影响；

该方法包含以下步骤：

步骤1：建立蒸汽发生器的几何模型，包含入口腔室、U型管、出口腔室、给水管、上升段、汽水分离器、蒸汽室和下降段，得到几何模型后进行网格划分；建立一二回路系统的节点图，并按节点图填写系统分析程序的输入卡片，一回路包括压力容器、热腿、蒸汽发生器、稳压器、蒸汽发生器一次侧部分、阀门、冷却水泵和冷腿，二回路包括蒸汽发生器二次侧部分、汽水分离再热器、汽轮机、凝汽器、凝结水泵、低压给水加热器、除氧器、给水泵和高压给水加热器；

步骤2：根据设计工况使用计算流体动力学软件选择蒸汽发生器求解计算时的湍流模型、传热模型、多相流模型和组分输运模型，设置T₀时刻即初始时刻的边界条件和计算域的初始状态；

步骤3：计算流体动力学软件根据T_n时刻的边界条件对蒸汽发生器模型进行一个时间步长的计算，其中n＝0、1、2、3……，将计算结果传递给系统分析程序，作为系统分析程序T_n时刻的边界条件，包括分别将蒸汽发生器入口腔室入口处和出口腔室出口处的温度、压力、冷却剂流速和硼浓度传递给一回路系统热腿出口处和冷腿入口处，分别将蒸汽发生器给水管入口处和蒸汽室蒸汽出口处的温度、压力、流体流速、蒸汽流速和空泡份额传递给二回路系统给水管道出口处和主蒸汽管道入口处；

步骤4：系统级分析程序根据T_n时刻的边界条件对一二回路模型进行一个时间步长的计算，将计算结果传递给计算流体动力学软件，作为计算流体动力学软件T_n+1时刻的边界条件，包括分别将一回路系统热腿出口处和冷腿入口处的温度、压力、冷却剂流速和硼浓度传递给蒸汽发生器入口腔室入口处和出口腔室出口处，分别将二回路系统给水管道出口处和主蒸汽管道入口处的温度、压力、流体流速、蒸汽流速和空泡份额传递给蒸汽发生器给水管入口处和蒸汽室蒸汽出口处；

步骤5：重复步骤3、步骤4，直至核动力系统的一二回路模型和蒸汽发生器模型完成全时段的计算，完成蒸汽发生器在核反应堆系统一二回路的跨维度耦合。