【技术实现步骤摘要】
一种钠冷快堆严重事故后碎片床传热及干涸点确定方法
本专利技术属于核反应堆严重事故后碎片床传热以及安全分析
，具体涉及一种钠冷快堆严重事故后碎片床传热及干涸点确定方法。
技术介绍
碎片床传热特性分析是钠冷快堆严重事故后行为研究的关键之一，碎片床的传热能力、温度分布以及干涸状态的热流密度预测对于严重事故的缓解和预防具有重要意义。碎片床传热特性分析研究主要有实验研究和数值模拟两种方式。目前为止，受实验经费、实验条件等的限制，关于钠冷快堆碎片床传热特性分析的实验研究较少，上世纪70年代，日本、美国、欧洲合作进行了碎片床冷却性能实验(简称D系列实验)，该实验采用美国圣地亚哥国立研究所的环形堆芯研究堆ACRR(AnnularCoreResearchReactor)，较为系统的研究了不同形状、粒子排布、分层结构等的钠冷快堆碎片床的冷却特性。D系列实验采用真实的堆芯研究堆，实验材料采用UO2和冷却剂钠，以核衰变热为主要产热方式，辅以电加热进行控制，较为系统真实的研究了不同碎片床结构、形状、粒子排布和分层结构下钠冷快堆碎片床的传热特性，提供了大量的实验数据，是现有的为数不多的...
【技术保护点】
1.一种钠冷快堆严重事故后碎片床传热及干涸点确定方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、确定反应堆严重事故后碎片床的边界条件，根据温度分布的能量方程进行网格划分；S2、针对未沸腾状态、沸腾状态和干涸工况，分别计算碎片床的等效热导率KB；S3、对在碎片床局部过热时，计算蒸汽挤开碎片颗粒形成裂缝的通道区域的碎片床的等效热导率；S4、设置初始条件和边界条件，重复以上步骤，分别计算每个网格下一时间步温度以及等效导热率，最终求得每一时刻碎片床温度分布以及干涸点位置。
【技术特征摘要】
1.一种钠冷快堆严重事故后碎片床传热及干涸点确定方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、确定反应堆严重事故后碎片床的边界条件，根据温度分布的能量方程进行网格划分；S2、针对未沸腾状态、沸腾状态和干涸工况，分别计算碎片床的等效热导率KB；S3、对在碎片床局部过热时，计算蒸汽挤开碎片颗粒形成裂缝的通道区域的碎片床的等效热导率；S4、设置初始条件和边界条件，重复以上步骤，分别计算每个网格下一时间步温度以及等效导热率，最终求得每一时刻碎片床温度分布以及干涸点位置。2.根据权利要求1所述的一种钠冷快堆严重事故后碎片床传热及干涸点确定方法，其特征在于，步骤S1中，温度分布的能量方程如下：其中，(ρcp)B为碎片床的等效体积比热容，T为冷却剂温度，z为轴向坐标，Q为释热率。3.根据权利要求1所述的一种钠冷快堆严重事故后碎片床传热及干涸点确定方法，其特征在于，步骤S2中，对于未沸腾状态，冷却剂温度T低于其饱和温度Tsat，T＜Tsat，分别求得燃料和不锈钢材料的等效导热率Ke,f和Ke,s，然后根据熔融物中燃料的体积比，求得未沸腾区域等效导热率KB如下：KB＝αKe,f+(1-α)Ke,s其中，α为燃料与钢的体积比，未沸腾状态碎片床的等效导热率K'B如下：当Nu＝1，Racrit≈0.76，Ra为瑞利数，Racrit为瑞利数临界值。4.根据权利要求3所述的一种钠冷快堆严重事故后碎片床传热及干涸点确定方法，其特征在于，燃料和不锈钢材料的等效导热率Ke,f和Ke,s计算如下：其中，KC、KF、KS分别为冷却剂、燃料、不锈钢的绝对热导率，ε为碎片床孔隙率。5.根据权利要求1所述的一种钠冷快堆严重事故后碎片床传热及干涸点确定方法，其特征在于，步骤S2中，对于沸腾状态，冷却剂温度T不低于其饱和温度Tsat，饱和度s高于干涸发生时对应的饱和度sdry，T≥Tsat，s＞sdry＝0.015，根据碎片床中固体及钠的温度变化计算得到沸腾状态碎片床等效导热率KB，boil，并将温度超过饱和温度的部分分给沸腾导致的相变过程进行温度修正。6.根据权利要求5所述的一种钠冷快堆严重事故后碎片床传热及干涸点确定方法，其特征在于，沸腾状态温度计算方法具体为：S2021、TN-1＜Tsat时，上个时间步长还未开始沸腾，相变所需能量ΔE为：ΔE＝(ρcp)old(TN-Tsat)其中，TN为当前时刻冷却剂温度，TN-1为上一时刻冷却剂温度，Tsat为饱和温度，(ρcp)old为上一步等效比热容；ΔE对应的饱和度变化为：Δs＝Δ...
【专利技术属性】
技术研发人员：张斌，彭程，张梦威，单建强，曹永刚，任丽霞，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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