[发明专利]一种反应堆一回路系统瞬态水锤波的计算方法及系统

权利要求书

1.一种反应堆一回路系统瞬态水锤波的计算方法，其特征在于，所述计算方法包括如下步骤：

对反应堆一回路系统中的单个冷却环路进行建模，得到单环路模型；

在流体数值计算软件中对所述单环路模型进行阻力调节，使所述单环路模型运行在额定工况；

以主泵转速变化曲线作为输入曲线，监测所述单环路模型预设监测点处的压力，得到所述预设监测点的压力波；所述压力波即为水锤波。

2.如权利要求1所述的一种反应堆一回路系统瞬态水锤波的计算方法，其特征在于，所述对反应堆一回路系统中的单个冷却环路进行建模，得到单环路模型具体包括：

基于过流截面面积相等原理，将单个冷却环路中的蒸汽发生器简化为59根倒U型弯管；

根据所述蒸汽发生器对应的实际流体区域，对所述蒸汽发生器进行几何建模；

将所述单个冷却环路中的反应堆堆芯简化为一个N分之一圆柱；所述N等于一回路系统中所包括的冷却环路的数量；

根据所述反应堆堆芯与所述蒸汽发生器之间的位置关系，对所述反应堆堆芯进行几何建模；

根据所述单个冷却环路中的核主泵对应的实际流体区域，对所述核主泵进行几何建模；

根据所述单个冷却环路中的连接管路对应的实际流体区域，对所述连接管路进行几何建模，得到单环路模型。

3.如权利要求1所述的一种反应堆一回路系统瞬态水锤波的计算方法，其特征在于，在流体数值计算软件中对所述单环路模型进行阻力调节之前，所述计算方法还包括：

在流体数值计算软件中对所述单环路模型进行流体数值计算，得到所述单环路模型的系统阻力值；

将所述单环路模型的系统阻力值与额定工况下的系统阻力值进行做差，得到所述单环路模型对应的阻力差值；

根据所述阻力差值，在所述流体数值计算软件中对所述单环路模型进行阻力调节。

4.如权利要求3所述的一种反应堆一回路系统瞬态水锤波的计算方法，其特征在于，所述在流体数值计算软件中对所述单环路模型进行阻力调节，使所述单环路模型运行在额定工况具体包括：

将所述单环路模型中的蒸汽发生器划分为弯管段区、直管段区、混合腔区和管路简化区；

将所述单环路模型中的反应堆堆芯定义为反应堆堆芯区；

在流体数值计算软件中，将所述弯管段区、所述直管段区和所述混合腔区设为流体域，将所述管路简化区和所述反应堆堆芯区设为多孔介质域；

根据所述阻力差值，在所述流体数值计算软件中分别对两个所述多孔介质域进行参数设置，以对所述单环路模型进行阻力调节，令所述单环路模型的系统阻力值等于额定工况下的系统阻力值，使所述单环路模型运行在额定工况；参数设置时需要设置的参数包括体积孔隙率、各个方向损失比、渗透率以及损失系数。

5.如权利要求4所述的一种反应堆一回路系统瞬态水锤波的计算方法，其特征在于，所述将所述单环路模型中的蒸汽发生器划分为弯管段区、直管段区、混合腔区和管路简化区具体包括：

根据所述单环路模型中的蒸汽发生器的管路形状，将所述蒸汽发生器划分为直管段和弯管段，并以所述弯管段作为弯管段区；

以所述直管段上与所述弯管段区相邻的一端为起点，选取第一预设长度的直管段作为直管段区，并将剩余长度的直管段简化为半圆柱；

以所述半圆柱上与所述直管段区相邻的一端为起点，选取第二预设长度的半圆柱作为混合腔区，并将剩余长度的半圆柱作为管路简化区。

6.如权利要求4所述的一种反应堆一回路系统瞬态水锤波的计算方法，其特征在于，所述体积孔隙率的表达式为：

其中，γ为体积孔隙率；V₁为所述多孔介质域中流体所占的体积；V₂为所述多孔介质域的总物理体积。

7.如权利要求4所述的一种反应堆一回路系统瞬态水锤波的计算方法，其特征在于，所述渗透率的表达式为：

其中，K为渗透率；Q为通过所述多孔介质域的流体体积流量；μ为动力粘度；L为流体在所述多孔介质域的流通长度；A为所述多孔介质域的横截面积；ΔP为所述多孔介质域两端的压差。