[发明专利]用于超临界水堆瞬态核热耦合的安全分析计算装置

摘要

本发明公开了一种用于超临界水堆瞬态核热耦合的安全分析计算装置，属于核电厂设计与反应堆安全分析领域，适用于超临界水堆，具体为，利用双群时空动力学方程的时空离散求解，建立瞬态物理分析程序；通过通道之间的流量分配计算和各个通道内部流动换热求解，建立瞬态热工分析程序；在此基础上，将物理计算程序嵌入至瞬态系统分析程序，建立超临界瞬态耦合分析程序，分析系统的安全性。特别是利用双群中子时空动力学方程建立的时空动力学准静态解法模型与多通道分析方法相结合，能在保证精度的基础上，又较子通道模型有效的减少了计算时间，进而提高超临界水堆设计的经济性，符合安全分析的发展趋势。

主权项

一种用于超临界水堆瞬态核热耦合的安全分析计算装置，其特征在于，该装置包括：瞬态物理模块、瞬态热工模块、瞬态耦合模块和瞬态分析模块；瞬态物理模块，在启动后的第一个大时间步长内，所述瞬态物理模块接收从稳态物理装置传递来的信息，所述信息包括中子通量分布信息、中子密度信息和中子价值信息，根据接收到的信息计算得到轴向功率分布信息，并传出所述轴向功率分布信息和计算过程中得到的中间过程信息，所述中间过程信息包括中子通量分布信息、先驱核浓度信息和功率值信息；在第一个大时间步长结束后，在第二个或其后的大时间步长内，所述瞬态物理模块接收从瞬态耦合模块传递来的信息，所述信息包括中子通量分布信息、中子密度信息和中子价值信息，根据接收到的信息计算得到轴向功率分布信息，并传出所述轴向功率分布信息和计算过程中得到的中间过程信息，所述中间过程信息包括中子通量分布信息、先驱核浓度信息和功率值信息，进入下一个大时间步长时重复该过程；瞬态热工模块，在启动后的第一个大时间步长内，所述瞬态热工模块接收稳态热工参数信息，所述稳态热工参数信息包括稳态工况下的燃料芯块温度、包壳表面温度、冷却剂温度、慢化剂温度、冷却剂密度和慢化剂密度，根据接收到的稳态热工参数信息计算得到工质温度分布信息和工质密度分布信息，并传出计算得到工质温度分布信息和工质密度分布信息以及计算过程中得到的中间过程信息，所述中间过程信息包括瞬态工况下的燃料芯块温度、包壳表面温度、冷却剂温度、慢化剂温度、冷却剂密度和慢化剂密度；在第一个大时间步长结束后，在第二个或其后的大时间步长内，所述瞬态热工模块接收从瞬态耦合模块传递来的瞬态热工参数信息，所述瞬态热工参数信息包括瞬态工况下的燃料芯块温度、包壳表面温度、冷却剂温度、慢化剂温度、冷却剂密度和慢化剂密度，根据接收到的瞬态热工参数信息计算得到工质温度分布信息和工质密度分布信息，并传出计算得到工质温度分布信息和工质密度分布信息以及计算过程中得到的中间过程信息，所述中间过程信息包括瞬态工况下的燃料芯块温度、包壳表面温度、冷却剂温度、慢化剂温度、冷却剂密度和慢化剂密度，进入下一个大时间步长时重复该过程；瞬态耦合模块，其用于接收每个大时间步长内，瞬态物理模块和瞬态热工模块传出信息，对接收到的信息进行转换，并将转换所得的数据信息分别传给瞬态热工模块和瞬态物理模块；瞬态分析模块，其用于接收瞬态物理模块在每个大时间步长输出的轴向功率分布信息和瞬态热工模块在每个大时间步长输出的工质温度分布信息和工质密度分布信息，并将接收到的信息与安全系数信息进行比较，若接收到的信息超出允许的安全范围，发出指令控制降低反应堆反应速率，并报警；若接收到的信息在允许的安全范围内，待接收到下一个大时间步长的信息后继续与安全系数信息进行比较。