[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

说明书

本发明涉及一种反应堆一回路系统瞬态水锤波的计算方法及系统，先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，并在流体数值计算软件中对单环路模型进行阻力调节，使单环路模型运行在额定工况，进而实现一回路闭式系统三维稳态计算，相较于一回路开式系统的数值模拟，不必给出进出口的边界条件，简化了计算步骤，使数值模拟更加精确。最后以主泵转速变化曲线作为输入曲线，监测单环路模型预设监测点处的压力，得到预设监测点的压力波，所述压力波即为水锤波，进而能够实现一回路系统瞬态水锤波的计算，大幅度提高事故工况下一回路系统流动计算的精度，快速实现一回路系统瞬态压力计算和安全性评估。

技术领域

本发明涉及核电站水锤波计算技术领域，特别是涉及一种反应堆一回路系统瞬态水锤波的计算方法及系统。

背景技术

核电站系统中，核反应堆主冷却剂循环泵(又称核主泵、一回路泵)是一回路系统(又称反应堆冷却剂系统)中唯一高速旋转的设备，被喻为核反应堆的“心脏”。核主泵的主要作用是给核反应堆供给冷却剂，实现一回路系统内冷却剂的循环，以便将反应堆的热量带至蒸汽发生器并加热二回路的热工质。因此，核主泵对整个核电站的安全具有至关重要的作用。

然而，核主泵卡转子事故工况下产生的瞬态水锤波，会导致一回路系统的冷却剂流量骤降，压力急剧变化，温度升高，燃料棒存在偏离泡核沸腾(Departure from nucleateboiling，DNB)的危险，使管路和蒸汽发生器传热管产生变形甚至发生爆管等严重核泄漏事故。因此，在一回路系统设计阶段，必须预防和评估核主泵事故瞬态停泵工况及其水锤波的动态安全性。

但目前，国内外普通采用一维理论与经验结合的方法实现反应堆一回路系统的流动计算与一回路系统的安全评估，其缺点是计算精度低，编程工作量大，可移植性差，且其物理模型忽略了流场的时空效应，无法准确反映实际的流动状态和安全评估指标。

发明内容

本发明的目的是提供一种反应堆一回路系统瞬态水锤波的计算方法及系统，能够实现一回路系统瞬态水锤波的计算，大幅度提高事故工况下一回路系统流动计算的精度，快速实现一回路系统瞬态压力计算和安全性评估。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种反应堆一回路系统瞬态水锤波的计算方法，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。

本发明还提供了一种反应堆一回路系统瞬态水锤波的计算系统，所述计算系统包括：

模型获取模块，用于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；

阻力调节模块，用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，使所述单环路模型运行在额定工况；

水锤波数据获取模块，用于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。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：