一种核反应堆蒸汽发生器流致振动计算方法技术

本发明专利技术公开了一种核反应堆蒸汽发生器流致振动计算方法，步骤如下：1、建立蒸汽发生器传热管湿模态分析模型，开展湿模态分析并提取传热管的质量矩阵[M],刚度矩阵[K]和阻尼矩阵[C]；2、将求解瞬态动力学方程的Newmark‑β方法和动网格模型写成用户自定义函数文件；3、建立传热管内外一、二次侧流体域流体动力学计算模型，并开展第一时间步迭代计算；4、调用并执行第2步中用户自定义函数文件，流体域网格进行更新，网格更新后的流体域进行下一时间步的迭代计算；5、循环执行第4步，直到计算到设定好的计算终止时间，计算停止。通过计算获得核反应堆蒸汽发生器的流致振动特性，对核反应堆蒸汽发生器的设计和安全分析具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种核反应堆蒸汽发生器流致振动计算方法
本专利技术属于核反应堆蒸汽发生器流致振动
，具体涉及一种核反应堆蒸汽发生器流致振动计算方法。
技术介绍
蒸汽发生器是压水堆核电站连接一、二回路的核心部件，其有效性关乎核反应堆的安全、稳定运行。压水堆核电站目前使用的蒸汽发生器主要有立式U型传热管自然循环蒸汽发生器(UTSG)和管式直流蒸汽发生器(OTSG)。对立式U型传热管自然循环蒸汽发生器而言，一回路的高压热流体由热腿经进口腔室流入U型传热管，在U型传热管内向二回路传热并通过出口腔室经冷腿流回压力容器。U型传热管作为蒸汽发生器中的关键部件，承担一回路压力边界和传热边界的作用，是蒸汽发生器事故的多发位置。在高温高压的环境中，二次侧流体冲刷U型传热管管束，会引起传热管振动，即流致振动现象，还会导致传热管冲击、磨损和应力腐蚀，这些现象会破坏传热管的完整性，还可能进一步导致传热管的破裂，造成冷却剂泄露，破坏蒸汽发生器的安全性和完整性，严重影响压水堆核电站的安全。传热管损坏的原因有很多，大多数损坏是由冷却剂的流致振动现象引起，包括流弹性失稳、非定常压力波动激本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核反应堆蒸汽发生器流致振动计算方法，其特征在于：针对处于核反应堆一、二次侧流体环境中的蒸汽发生器U型传热管的流致振动现象，通过湿模态分析求取U型传热管的质量矩阵[M]，刚度矩阵[K]和阻尼矩阵[C]，通过流体动力学计算程序调用并执行用户自定义函数文件求解瞬态动力学方程，通过动网格模型更新每一时间步之后的网格，实现蒸汽发生器U型传热管在一、二次侧流体共同作用下的流致振动计算：/n该方法包括以下步骤:/n步骤1：获取核反应堆蒸汽发生器U型传热管几何参数，建立单根U型传热管固体域、管内一次侧流体域、管外二次侧流体域的简化几何模型装配体，在有限元分析程序中，赋予U型传热管Inconel690材...

【技术特征摘要】
1.一种核反应堆蒸汽发生器流致振动计算方法，其特征在于：针对处于核反应堆一、二次侧流体环境中的蒸汽发生器U型传热管的流致振动现象，通过湿模态分析求取U型传热管的质量矩阵[M]，刚度矩阵[K]和阻尼矩阵[C]，通过流体动力学计算程序调用并执行用户自定义函数文件求解瞬态动力学方程，通过动网格模型更新每一时间步之后的网格，实现蒸汽发生器U型传热管在一、二次侧流体共同作用下的流致振动计算：
该方法包括以下步骤:
步骤1：获取核反应堆蒸汽发生器U型传热管几何参数，建立单根U型传热管固体域、管内一次侧流体域、管外二次侧流体域的简化几何模型装配体，在有限元分析程序中，赋予U型传热管Inconel690材料物性，利用简支和固支方式，在U型传热管两端根部施加固支约束，在U型传热管弯头30°、60°、120°、150°方向施加简支约束，模拟防振条对U型传热管的作用，根据核反应堆一、二次侧流体的实际运行条件，施加流体域的进出口边界条件，建立U型传热管湿模态分析模型，利用有限元分析程序开展湿模态分析并提取传热管的质量矩阵[M],刚度矩阵[K]和阻尼矩阵[C]；
步骤2：根据步骤1中提取的质量矩阵[M]、刚度矩阵[K]和阻尼矩阵[C]，将求解瞬态动力学方程的Newmark-β方法、动网格模型添加进用户自定义函数文件，具体步骤如下：
步骤2-1：根据步骤1中提取的质量矩阵[M]、刚度矩阵[K]和阻尼矩阵[C]，在用户自定义函数文件中定义这三者；
步骤2-2：给定U型传热管的初始位移{u}0、初始速度初始加速度初始外力{F}均为零，即{u}0＝0,{F}0＝0；
步骤2-3：根据Newmark-β方法假设：






{u}...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明军，王莹杰，张大林，田文喜，苏光辉，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