【技术实现步骤摘要】
反应堆一回路冷却剂流场、温度场和应力场耦合计算方法
本专利技术属于核电
，涉及一种反应堆一回路冷却剂流场、温度场和应力场耦合计算方法。
技术介绍
核电站反应堆一回路冷却剂用于冷却核反应堆堆芯，并吸收反应堆中核燃料裂变释放的热量，同时控制反应堆反应速率，并将热量传递给二回路介质推动汽轮发电机组做功发电。反应堆正常运行期间，反应堆冷却剂工质状态参数直接决定着反应堆堆芯的运行状态，是核反应堆保证安全稳定运行的关键参数。核电站一回路系统封闭在压力容器内，其构成了一回路冷却剂的压力边界,起着防止裂变产物逸出的作用。反应堆一回路系统主要由反应堆堆芯、堆内构件、主泵或主风机、蒸汽发生器以及反应堆冷却剂管道等组成。高温气冷堆核电站是目前国际公认的先进核反应堆，与压水堆核电站不同，其反应堆以石墨为载体，氦气为一回路冷却剂，通过主氦风机驱动氦气在一回路系统内循环带走反应堆堆芯发出的热量，并与蒸汽发生器管束内二回路汽水混合物换热。研究高温气冷堆反应堆一回路氦气的流动特性至关重要，这是因为一方面需要在反应堆运行过程中分析氦气流量、温度...
【技术保护点】
1.一种反应堆一回路冷却剂流场、温度场和应力场耦合计算方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)构建与实际设备尺寸相同的高温气冷堆反应堆堆芯模型及蒸汽发生器模型；/n2)在高温气冷堆反应堆堆芯模型的几何体外侧构建反应堆压力容器结构层，高温气冷堆反应堆堆芯模型的堆芯中心构建燃料元件结构体，以建立计算域1；在蒸汽发生器模型的几何体外侧构建蒸汽发生器壳体及主氦风机结构体，以建立计算域2；在高温气冷堆反应堆堆芯模型和蒸汽发生器模型之间构建氦气流动通道及热气导管壳体结构体，以建立计算域3；/n3)设置计算域1、计算域2及计算域3中的设备材质及流体域；/n4)设定流场的区域及其边界层、温...
【技术特征摘要】
1.一种反应堆一回路冷却剂流场、温度场和应力场耦合计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)构建与实际设备尺寸相同的高温气冷堆反应堆堆芯模型及蒸汽发生器模型；
2)在高温气冷堆反应堆堆芯模型的几何体外侧构建反应堆压力容器结构层，高温气冷堆反应堆堆芯模型的堆芯中心构建燃料元件结构体，以建立计算域1；在蒸汽发生器模型的几何体外侧构建蒸汽发生器壳体及主氦风机结构体，以建立计算域2；在高温气冷堆反应堆堆芯模型和蒸汽发生器模型之间构建氦气流动通道及热气导管壳体结构体，以建立计算域3；
3)设置计算域1、计算域2及计算域3中的设备材质及流体域；
4)设定流场的区域及其边界层、温度场的区域及其边界层和应力场的区域及其边界层；
5)利用COMSOL软件内置的网格剖分模块对流场、温度场和应力场进行网格化；
6)计算域1及计算域3采用k-ε湍流模型，计算域2采用多孔介质模型；
7)通过改变一回路氦气和二回路汽水混合物压力P、温度T及流速u，模拟反应堆在不同功率水平下的运行参数，得计算域1、计算域2和计算域3的流场、温度场及应力场分布结果；
8)根据步骤7)中得到的计算域1、计算域2和计算域3的流场、温度场及应力场分布结果，绘制计算域1、计算域2及计算域3的流场切片图，绘制反应堆不同功率水平下氦气与汽水混合物的流场及温度场分布趋势图，传热管束金属温度场和应力场分布趋势图，通过调整氦气压力P、温度T及流速u的大小，分析氦气不同运行参数下的反应堆流场、温度场及应力场的分布特性；通过调整二回路汽水混合物压力P、温度T及流速u，分析不同运行工况下蒸汽发生器管束温度场和应力场的分布特性，最终得高温气冷堆不同功率水平下的最优化运行参数配置，完成反应堆一回路冷却剂流场、温度场和应力场的耦合数值模拟计算。
2.根据权利要求1所述的反应堆一回路冷却剂流场、温度场和应力场耦合计算方法，其特征在于，步骤1)的具体操作为：根据高温气冷堆反应堆堆芯及蒸汽发生器图纸，利用cmosol内嵌的CAD建模工具构建与实际设备尺寸相同的高温气冷堆反应堆堆芯模型及蒸汽发生器模型。
3.根据权利要求1所述的反应堆一回路冷却剂流场、温度场和应力场耦合计算方法，其特征在于，步骤3)的具体操作过程为：设计算域1中反应堆压力容器的材质...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊峰，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。