[发明专利]二维移动热传导模型和模型建立方法、应用方法

说明书

本发明公开了二维移动热传导模型和模型建立方法、应用方法，涉及核电技术领域，解决了模拟再淹没过程的系统中的二维移动精细热传导模型精细度低，未考虑某些关键因素的问题。本发明包括所述网格模块包括基础网格区域，还包括在再淹没过程中，动态生成的氧化层网格区域；所述氧化层网格区域对应骤冷前沿的推进位置；所述计算模块计算用于将再淹没过程中，燃料棒或/和燃料板上的骤冷前沿轴向氧化层厚度变化数据对应载入氧化层网格区域；所述计算模块还用于计算基础网格和氧化层网格在燃料棒或/和燃料板的壁面与流体换热数据。本发明的应用方法优化后的ARSAC程序能够更加精确的模拟再淹没过程包壳峰值温度和骤冷前沿推进速率。

技术领域

本发明涉及核电技术领域，具体涉及二维移动热传导模型和模型建立方法、应用方法。

背景技术

再淹没过程是最复杂的两相流动换热过程，在再淹没过程中，堆芯从裸露至再次充满水会经历非常复杂的两相流动换热过程。对于模拟其他瞬态及事故过程，一般只需要考虑燃料棒的径向热传导。但是对于模拟再淹没过程，由于燃料棒轴向温差很大，尤其是骤冷前沿附近的轴向温差，因此在考虑径向热传导的条件下还需要考虑轴向热传导。

目前国际上能够模拟再淹没过程的系统程序例如RELAP5、CATHARE、TRAC等都已经使用二维移动精细热传导模型来计算再淹没过程燃料棒的热传导。但程序中的二维移动精细热传导模型还不够精细，未考虑某些关键因素，例如：氧化层厚度变化对整个热传导过程的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：模拟再淹没过程的系统中的二维移动精细热传导模型精细度低，未考虑某些关键因素，例如：氧化层厚度变化对整个热传导过程的影响。本发明提供了解决上述问题的二维移动热传导模型和模型建立方法、应用方法。

本发明是为了更加合理的模拟再淹没过程中二维移动精细热传导过程，从而更佳合理的模拟失水事故中再淹没过程骤冷前沿推进以及包壳峰值温度。载有模型的分析模块将被植入系统分析程序中用于自主化核电站失水事故分析，系统分析程序如：ARSAC。

本发明通过下述技术方案实现：

二维移动热传导模型，所述模型包括网格模块和计算模块；

所述网格模块包括基础网格区域，还包括在再淹没过程中，动态生成的氧化层网格区域；

所述氧化层网格区域对应骤冷前沿的推进位置；

所述计算模块计算用于将再淹没过程中，燃料棒或/和燃料板上的骤冷前沿轴向氧化层厚度变化数据对应载入氧化层网格区域；

所述计算模块还用于计算基础网格和氧化层网格在燃料棒或/和燃料板的壁面与流体换热数据。

进一步地，其中，所述氧化层网格区域包括特殊温度位置，所述特殊温度位置为特殊温度对应的轴向位置；

所述特殊温度包括沸腾起始点温度、最大热流密度处所对应的壁面温度和最小膜态沸腾温度；

随着骤冷前沿的推进，所述特殊温度对应的轴向位置变化，所述氧化层网格区域随着变化。

进一步地，还包括设置在模型中的参数读入模块，所述参数读入模块用于读入物性参数，所述物性参数包括氧化层的物性，所述氧化层的物性包括燃料棒的氧化层的物性和燃料板的氧化层的物性；

参数读入模块对应模型中的位置读入所述氧化层的物性。

进一步地，当包壳表面形成氧化层，所述包壳包括燃料棒的包壳和燃料板的包壳，在所述基础网格区域中，朝向包壳的径向方向的最外层叠加一层氧化层网格。

进一步地，所述计算模块采用氧化锆材料的发射率因子计算壁面与流体以及不同燃料棒之间的换热。

二维移动热传导模型的建立方法，包括如下步骤：