运动条件下核动力系统管壳式换热器数值模型建立方法技术方案

技术编号:24498637 阅读:109 留言:0更新日期:2020-06-13 04:05
运动条件下核动力系统管壳式换热器数值模型建立方法,该方法适用于核动力系统的大型换热设备在受到一定外力而产生不同形式的运动工况下的三维数值计算模型的建立;该三维数值计算模型主要是在静止运行下管壳式换热器三维热工水力数值计算模型基础上,根据不同运动条件下的运动形式及受力特点,分别通过对处于复合运动条件下的管壳式换热器进行运动分解、单一运动的受力分析及分解、单一运动下作用于动量方程的附加力源项的建立、复合运动附加力源项合成过程,最终建立一套能够准确描述复合运动条件下核动力系统管壳式换热器热工水力特性的数值计算模型。

Numerical modeling method for shell and tube heat exchanger of nuclear power system under moving condition

【技术实现步骤摘要】
运动条件下核动力系统管壳式换热器数值模型建立方法
本专利技术涉及到一种描述不同运动条件下核动力系统管壳式换热器的数值计算模型
,具体涉及一种能够对在三维六自由度下运动条件运行的核动力系统管壳式换热器的热工水力运行特性进行计算的数值模型建立方法。
技术介绍
核动力系统尤其是小型核动力系统由于其体积小、能量密度高、稳定性及可靠性高等特点越来越多地被应用到各种工况下。典型的海上浮动核动力系统站以及小型化移动核动力系统设备在其设计过程中应该充分考虑海上风浪以及运载形式对其内部核动力系统的影响,其次由于自然灾害地震、海啸或人为外力撞击条件均可能对传统核动力系统的正常运行产生不可逆的后果。为了充分保证核动力系统在特定运行工况下的安全特性,对其进行受力条件下的三维数值计算模拟十分必要。管壳式换热器一般作为核动力系统一回路与二回路的传热边界,同时也是一回路压力边界,其运行状态关乎反应堆能量能否顺利导出,是核动力系统中最为关键的安全性设备之一。据调研,管壳式换热器在不同运动条件下所表现出的两侧压降特性及流动换热特性均会受到运动条件的影响。由于管壳式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.运动条件下核动力系统管壳式换热器数值模型建立方法,其特征在于:包括静止条件下的管壳式换热器数值计算模型建立、复合运动的分解、单一运动受力分解及附加力源项的建立、复合运动下附加力源项的合成、不同运动形式下的换热系数影响因子确定、模型计算节点数量确定;/n具体步骤如下:/n步骤1:根据核动力系统管壳式换热器几何结构特点,对其进行适用于计算流体动力学程序使用的管壳式换热器三维几何模型建立,要求三维几何模型分别包括管壳式换热器两侧冷却剂流域;为了在提高模拟结果精度的同时尽量减小建模过程的工作量,该步骤根据对核动力系统管壳式换热器的传热管的具体数量以及传热管结构的复杂性判断是否采用多孔介质方法对传热...

【技术特征摘要】
1.运动条件下核动力系统管壳式换热器数值模型建立方法,其特征在于:包括静止条件下的管壳式换热器数值计算模型建立、复合运动的分解、单一运动受力分解及附加力源项的建立、复合运动下附加力源项的合成、不同运动形式下的换热系数影响因子确定、模型计算节点数量确定;
具体步骤如下:
步骤1:根据核动力系统管壳式换热器几何结构特点,对其进行适用于计算流体动力学程序使用的管壳式换热器三维几何模型建立,要求三维几何模型分别包括管壳式换热器两侧冷却剂流域;为了在提高模拟结果精度的同时尽量减小建模过程的工作量,该步骤根据对核动力系统管壳式换热器的传热管的具体数量以及传热管结构的复杂性判断是否采用多孔介质方法对传热管束进行几何简化;
步骤2:对建好的管壳式换热器三维几何模型,根据结构特点对其进行数值计算节点划分,保证数值求解结果精确、耗散低、收敛性高;
在划分过程中需注意若管壳式换热器三维几何模型未采用多孔介质方法对几何进行简化,则需考虑壁面函数对距壁面第一层节点高度的要求,严格控制节点划分数目及质量,若采用多孔介质方法对管束几何进行了简化,则需要根据多孔介质模型的特点对该简化部分进行计算节点划分,计算节点尺寸大小需要满足多孔介质方法假设限制;最终经过初始条件以及边界条件的设置,即获得适用于静止条件下管壳式换热器的三维热工水力数值计算模型;
步骤3:根据实际管壳...

【专利技术属性】
技术研发人员:苏光辉赵晓晗王明军章静田文喜秋穗正
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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