[发明专利]一种核反应堆主管道冷却剂平均温度计算方法

说明书

本发明涉及一种核反应堆主管道冷却剂平均温度计算方法，包括步骤：利用流体动力学仿真软件根据获取的几何参数建立组合仿真模型；并对组合仿真模型设置条件数据后，计算出主管道冷却剂温度分布；从主管道冷却剂温度分布中提取热电偶组位置处的温度值作为机器学习模型的输入，提取热电偶组所在截面上均匀分布的200个点的平均温度值作为机器学习模型的输出，形成输入与输出的映射关系；在主管道中选择若干不同截面布置热电偶组，使用形成的映射关系建立数据集，将数据集划分为训练集、测试集和验证集，将训练集输入卷积神经网络进行训练，从而获得平均温度计算模型。本方案能够在不改变原有测温装置的前提下提升测量精度。

技术领域

本发明涉及温度测量技术领域，特别涉及一种核反应堆主管道冷却剂平均温度计算方法。

背景技术

反应堆主管道内冷却剂吸收堆芯热能，并将热能传递给二回路蒸汽发生器，因此主管道的温度测量对核电站的正常运行和检测十分重要。但主管道内冷却剂存在温度分层现象，不同测温装置的数量、方位布置会导致管道内平均温度的测量值差异大、精度低。

现有的核反应堆主管道温度测量方法是将若干个热电偶所测温度取平均值，作为主管道内冷却剂的整体平均温度。但测温装置的数量和方位布置会受到实际环境条件的限制，无法避免温度分层的影响，且现有的主管道测温装置已经安装好，再去重新调整会消耗大量成本。

发明内容

本发明的目的在于在不改变原有测温装置的前提下提升平均温度计算精度，提供一种核反应堆主管道冷却剂平均温度计算方法。

为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了以下技术方案：

一种核反应堆主管道冷却剂平均温度计算方法，包括以下步骤：

步骤S1，获取堆芯和主管道的几何参数，利用流体动力学仿真软件根据获取的几何参数建立组合仿真模型；并对组合仿真模型设置条件数据后，计算出主管道冷却剂温度分布；

步骤S2，从主管道冷却剂温度分布中提取热电偶组位置处的温度值作为机器学习模型的输入，提取热电偶组所在截面上均匀分布的200个点的平均温度值作为机器学习模型的输出，从而形成输入与输出的映射关系；

步骤S3，在主管道中选择若干不同截面布置热电偶组，使用形成的映射关系建立数据集，将数据集划分为训练集、测试集和验证集，将训练集输入卷积神经网络进行训练，从而获得平均温度计算模型。

所述步骤S1具体包括以下步骤：

步骤S1-1，获取堆芯和主管道的几何参数构建几何模型；所述堆芯的几何参数包括堆芯边界形状、堆芯组件边界形状，所述主管道的几何参数包括主管道边界形状、主管道长度、主管道直径；

步骤S1-2，将几何模型进行网格划分，通过敏感性分析确定最佳网格划分方式和数量后，得到网格模型；

步骤S1-3，使用流体动力学仿真软件对网格模型设置条件数据后，开展稳态计算，仿真得到温度分布结果，所述温度分布结果为主管道冷却剂温度分布；设置的所述条件数据包括初始条件数据、边界条件数据、湍流条件数据。

还包括步骤S1-4：仿真得出主管道冷却剂温度分布后，将真实主管道中热电偶布置处对应的温度仿真值与温度实测值做误差分析，结合流体动力学仿真软件调整组合仿真模型的参数，直到误差达到设定要求，从而得到流体动力学仿真软件网络模型，使用流体动力学仿真软件网络模型计算得出主管道冷却剂温度分布。

所述步骤S1-3的具体步骤为：使用流体动力学仿真软件设置初始条件数据；将边界条件数据代入网格模型，所述边界条件数据包括堆芯入口流量分布、流量大小、堆芯出口压力、堆芯出口温度；选择湍流条件数据，进行稳态计算后，仿真得出主管道冷却剂温度分布。

所述步骤S2具体包括以下步骤：