[发明专利]棒束子通道与临界热流密度机理模型的耦合分析方法

摘要

一种棒束子通道与临界热流密度机理模型的耦合分析方法，步骤如下1.设置棒束通道平均热流密度qo，采用子通道分析方法计算通道中热工水力参数；2.当步骤1计算所得热工水力参数达到稳态时，将获得的子通道热工水力参数修正转换到临界热流密度机理模型控制体中，判断临界热流密度发生类型，调用偏离泡核沸腾型或干涸型临界热流密度机理模型，求解临界热流密度qCHF；3.判断最热通道中是否会发生临界热流密度，若不满足条件则返回到步骤1中修改初设的通道平均热流密度qo，并重复步骤1和步骤2的过程直至满足条件；本发明方法能够有效地预测棒束子通道中临界热流密度，降低了对数据的依赖性，拓宽了适用范围，对反应堆的设计与安全分析具有重要意义。

主权项

一种棒束子通道与临界热流密度机理模型的耦合分析方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：确定棒束子通道几何尺寸，给定边界条件即进口温度、进口流量、出口压力以及平均热流密度qo，同时设置轴向和径向功率因子，采用子通道分析方法计算流道内两相瞬态流场，以此获得各个流通通道中的局部热工水力参数，包括压力、流量及焓值，从而为临界热流密度机理模型提供耦合参数；步骤2：当步骤1中计算所得棒束子通道内热工水力参数达到稳态时，寻找最热通道，判断临界热流密度发生类型，若为偏离泡核沸腾型则调用偏离泡核沸腾型临界热流密度机理模型，通过该机理模型计算得到最热通道的临界热流密度qCHF；若为干涸型则调用干涸型临界热流密度机理模型，采用该机理模型计算得到最热通道出口的液膜厚度αf，在压水堆核动力装置稳态热工设计中，通常为偏离泡核沸腾型临界热流密度；步骤3：针对偏离泡核沸腾型临界热流密度，比较临界沸腾发生点处燃料棒表面局部热流密度qM与步骤2中通过计算得到的临界热流密度qCHF，若qM大于qCHF，则减小步骤1中平均热流密度qo，若qM小于qCHF，则增加qo，采用变化后的平均热流密度重复步骤1和步骤2的过程，若二者相同，则得到所求工况下的临界热流密度qCHF；针对干涸型临界热流密度，比较步骤2中最热通道出口液膜厚度αf与设定的极小值δ，若αf大于δ，则增大步骤1中初设的平均热流密度qo，并重复步骤1和步骤2的过程，直到αf小于δ，此时所求工况下的临界热流密度即为最热通道出口局部热流密度qM。