[发明专利]一种反应堆热工水力系统模拟试验的工程应用方法

摘要

本发明提供了一种反应堆热工水力系统模拟试验的工程应用方法，包括如下步骤：1）试验失真度分析：通过试验失真度分析获得试验装置的失真和试验条件的偏差；2）模拟失真度分析：基于试验失真度分析结果，计算模拟准则数，获得模拟失真度；3）工程应用分析：基于试验失真度和模拟失真度分析结果，修正试验装置与原型的理想对应关系，获得考虑失真度的试验结果的工程应用方法。本发明的目的是提供一套修正了失真度影响的反应堆系统模拟试验的工程应用分析方法，该方法基于系统试验模拟准则,全面评估试验模拟失真度，对试验装置与原型参数的理想对应关系进行修正，使试验结果能够更加准确地应用于工程原型。

主权项

1.一种反应堆热工水力系统模拟试验的工程应用方法，包括如下步骤：1)试验失真度分析：通过试验失真度分析获得试验装置的失真和试验条件的偏差；对于任意参数X，失真度的计算公式如下：式中，E(X)为该参数的实测值，D(X)为该参数的理想设计值；2)模拟失真度分析：基于试验失真度分析结果，计算模拟准则数，获得模拟失真度；对于任意模拟准则数N(X1,X2,X3,…),模拟失真度计算如下：ΓN(X1,X2,X3,…)＝N(ΓX1,ΓX2,ΓX3,…)；3)工程应用分析：基于试验失真度和模拟失真度分析结果，修正试验装置与原型的理想对应关系，获得考虑失真度的试验结果的工程应用方法；存在试验失真度的情况下，对任意模拟量Φ，试验装置与原型的比例关系为：K＝Φ(Γ(X1),Γ(X2),Γ(X3),...)＝Φ(Г(Xi))，Xi为前面所计算的实验失真度和/或模拟失真度，式中，为理想比例关系，可通过设计参数直接获得,K为修正系数，需通过失真度分析获得；下标p表示原型，m表示试验装置，其中步骤1)中的试验失真度分析包括试验装置失真度分析和试验条件偏差分析；其中试验装置失真度是指试验装置主要几何参数的实测值与理想值的相对偏差；分析时，将通过直接或间接测量得到各主要几何参数的实测结果M与各自的理想设计值D进行对比，失真度计算公式为Γ＝(M－D)/D*100％；通过计算形成多个参数的试验装置失真度结果；试验条件偏差主要包括试验运行参数的偏差和阻力特性模拟的偏差；其中试验运行参数偏差是指在相同工况下运行参数试验值E与设计值D之间的相对偏差，试验运行参数可通过试验过程中的参数记录获得；试验运行参数的偏差的计算公式为(E－D)/D*100％；阻力特性模拟的偏差是指在基准工况下，试验装置与原型系统阻力特性的相对偏差，可通过对比基准工况下试验装置实测各段压降M和设计值P获得，计算公式为(M－P)/P*100％；步骤2)模拟失真度分析采用的模拟准则包括几何相似准则、动力学相似准则、热源数、Richardson数、功率容积比、参考速度和参考温升，其中各个模拟准则的计算公式如下：面积比：长度比：动力学相似准则：参考速度：参考温升：热源数：Richardson数：功率容积比：通过将试验装置失真度及试验条件的偏差代入模拟准则的公式中，可获得试验模拟准则数的失真度；面积比：长度比：动力学相似准则：参考速度：参考温升：热源数：Richardson数：功率容积比：步骤3)是基于试验失真度和模拟失真度的分析结果，对试验装置与原型参数的理想对应关系进行修正，获得考虑失真度影响的试验结果的工程应用方法；试验装置失真度中的试验装置主要几何参数包括反应堆流动长度、堆芯活性段长度、堆芯流通面积、冷段流通面积、热段流通面积、过渡段段流通面积、反应堆水容积、SG传热管内径、SG一次侧流动长度、SG传热管平均长度、SG传热管几何中心高度、SG传热管流通面积、SG传热管换热面积、SG一次侧水容积、SG二次侧水容积、SG传热管热阻、稳压器满水容积、管道流通面积、管道流动长度、冷热芯高差、一回路总水容积、反应堆一回路流量、功率、设计功率容积比的一种或者多种；试验运行参数的偏差中的参数包括堆芯功率、反应堆平均温度、稳压器压力、稳压器液位、SG1二次侧给水温度、SG1二次侧液位、SG2二次侧给水温度、SG2二次侧液位中的一种或多种；阻力特性模拟偏差的参数是冷段阻力系数F1、热段阻力系统F2和过渡段阻力系统F3的一种或多种；其中上述各式中，ρ为流体密度，a0为堆芯流通面积，ai为各部件的流通面积，as0为堆芯换热面积，u0为以堆芯流通面积为基准的参考流速，l0为加热段长度，li为分段长度；lh为冷热芯高差，ΣFi/Ai2为回路等效阻力系数，q0为堆芯体积功率密度，qs是堆芯加热功率；ΔT0为冷热芯的温差，N是总功率，V是总体积；Ai是无量纲分段流通面积；Li无量纲分段长度；Fi是分段阻力系数；下标p表示原型，m表示试验装置，R表示模型和原型的比值。