[发明专利]提高钠冷快堆系统程序中蒸汽发生器换热计算性能的方法

权利要求书

1.提高钠冷快堆系统程序中蒸汽发生器换热计算性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据蒸汽发生器水力部件控制体划分方式，采用固定网格法确定蒸汽发生器热构件网格划分，计算CHF位置；

S2、判定各网格换热模式，针对单相液换热、核态沸腾、膜态沸腾和过热蒸汽工况，分别计算各网格换热系数h；

S3、基于固定网格，使用CHF可移动边界模型对发生CHF现象的控制体再次网格划分，重新计算上、下热构件的换热系数；

S4、设置边界条件，重复以上步骤，分别计算每个网格下一时间步换热系数，最终求得每一时刻蒸汽发生器的换热量。

2.根据权利要求1所述的提高钠冷快堆系统程序中蒸汽发生器换热计算性能的方法，其特征在于，步骤S1中，CHF点在网格中的具体位置为：

其中，p表示钠侧，ΔL为CHF位置距前一个网格的距离，T_p,CHF为发生CHF时钠侧控制体温度，T_s为水侧饱和温度，T_p,i为钠侧控制体i的温度，U为综合传热系数，r_i为传热管内半径，W_p为钠侧流体质量流量，C_p为钠的比热容。

3.根据权利要求1所述的提高钠冷快堆系统程序中蒸汽发生器换热计算性能的方法，其特征在于，步骤S2中，固定网格水侧换热模式判定采用平衡含汽率Xe和CHF位置，逻辑如下：

(1)Xe≤0，网格为单相对流换热；

(2)0＜Xe＜1，且网格在CHF发生前，网格为核态沸腾换热；

(3)0＜Xe＜1，且网格在CHF发生后，网格为膜态沸腾换热；

(4)Xe≥1，网格为过热蒸汽换热。

4.根据权利要求3所述的提高钠冷快堆系统程序中蒸汽发生器换热计算性能的方法，其特征在于，水侧单相对流换热关系式根据流型选择，具体为：

对于层流，即Re2300，选择Sellars关系式进行计算：

对于湍流，即Re≥2300，选取Dittus-Boelter公式进行计算：

Nu＝0.023Re^0.8Pr^0.4

其中，k_f为液相热导率；D_h为管道的水力直径，h为内表面传热系数，Nu为努塞尔数，Re为雷诺数，Pr为普朗特数。

5.根据权利要求3所述的提高钠冷快堆系统程序中蒸汽发生器换热计算性能的方法，其特征在于，水侧核态沸腾换热采用Chen关系式，具体为：

h_TP＝Fh_mac+Sh_mic

其中，h_mac为宏观对流项换热系数；F为雷诺数因子；h_mic为微观沸腾项换热系数；S为抑制因子。

6.根据权利要求5所述的提高钠冷快堆系统程序中蒸汽发生器换热计算性能的方法，其特征在于，对于饱和核态沸腾，雷诺数因子F计算如下：

对于过冷核态沸腾，雷诺数因子F计算如下：

其中，G为流体质量流速，ρ_f为液相密度，ρ_g为汽相密度，G_g为液相流量，G_f为汽相流量，μ_g为液相粘性系数，μ_f为汽相粘性系数，T_s为水侧饱和温度，T_f为液相温度。