一种提高压紧力裕量的燃料组件压紧系统分析方法技术方案

本发明专利技术涉及核反应堆燃料组件技术领域，具体公开了一种提高压紧力裕量的燃料组件压紧系统分析方法。该方法包括：根据燃料组件在堆芯中的受力分析，建立燃料组件压紧力裕量模型；根据压紧力影响参数类型，确定压紧弹簧变形量，获得各种工况下的燃料组件压紧力；获取燃料组件压紧力裕量；在规定的次数内，重复计算获得燃料组件压紧力和压紧力裕量，并在给定置信度和容许区间情况下，对各种工况下的压紧力和压紧力裕量的计算结果进行数据统计。本方法将压紧力影响参数按照一定的概率分布进行取值，相对于确定论分析方法，不用各变量的极限值，可解决影响参数取极限值带来的保守性问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种提高压紧力裕量的燃料组件压紧系统分析方法


[0001]本专利技术属于核反应堆燃料组件
，具体涉及一种提高压紧力裕量的燃料组件压紧系统分析方法。

技术介绍

[0002]燃料组件压紧系统是核反应堆燃料组件的重要部件，其主要功能是补偿燃料组件的高度差以及燃料组件辐照生长和松弛引起的高度变化，为燃料组件提供合适的轴向压紧力，以防止燃料组件跳起，从而保证燃料组件的结构完整性。压紧力过小会使燃料组件脱离堆芯下板的支撑，压紧力过大又易使燃料组件在运行期间发生变形，可能导致控制棒组件落棒不畅。在国家核安全局核电厂安全审查中，燃料组件压紧系统性能是关注的重点之一。
[0003]目前，一般采用确定论方法开展燃料组件压紧系统分析计算。采用确定论方法计算时，对各种影响压紧力的参数均取极限值，并且对不确定性进行算术累加。事实上，各种影响压紧力的参数均同时处于极限值的概率是非常小的。因此，采用确定论方法验证计算得到的最小压紧力过于保守，往往使得压紧力裕量不足，计算结果难以满足燃料组件设计准则要求。为更准确地评估燃料组件压紧力，保证合适压紧力的同时又减小压紧力对燃料组件弯曲变形的影响，需要采用一种更合理的分析方法开展燃料组件压紧系统分析。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种提高压紧力裕量的燃料组件压紧系统分析方法，克服现有技术中确定论分析方法的缺点，解决燃料组件压紧系统的压紧力计算过于保守导致压紧力裕量不足的问题。
[0005]本专利技术的技术方案如下：一种提高压紧力裕量的燃料组件压紧系统分析方法，该方法包括：
[0006]S1、根据燃料组件在堆芯中的受力分析，建立燃料组件压紧力裕量模型；
[0007]S2、根据压紧力影响参数类型，确定压紧弹簧变形量，获得各种工况下的燃料组件压紧力；
[0008]S3、对燃料组件的重力、水力学作用力以及浮力随机取值，并根据燃料组件压紧力裕量模型，获取燃料组件压紧力裕量；
[0009]S4、在规定的次数内，重复计算获得燃料组件压紧力和压紧力裕量，并在给定置信度和容许区间情况下，对各种工况下的压紧力和压紧力裕量的计算结果进行数据统计。
[0010]所述S1中燃料组件压紧力裕量模型具体为：
[0011]燃料组件压紧力裕量满足以下要求：
[0012]M＝F
r
+W-F
h-A≥0
[0013]其中，M为给定置信度下的燃料组件压紧力裕量统计值，F
r
为给定置信度下的压紧力统计值，W为燃料组件重力，F
h
为燃料组件水力学作用力，A为燃料组件浮力。
[0014]所述S2中获得各种工况下燃料组件压紧力具体包括：
[0015]S2.1、确定燃料组件压紧力影响参数类型；
[0016]S2.1.1、梳理确定燃料组件压紧力影响参数；
[0017]S2.1.2、对燃料组件压紧力影响参数属于确定值参数或随机性参数进行分类判断；
[0018]S2.2、确定燃料组件压紧力影响中的随机性参数的不确定性；
[0019]S2.3、根据压紧力影响参数，计算获得压紧弹簧变形量及压紧力。
[0020]所述S2.3中获得压紧弹簧变形量及压紧力的具体步骤为：
[0021]S2.3.1、获取与燃料组件弹簧变形量相关参数的随机取值，进行弹簧变形量计算；
[0022]S2.3.2、对燃料组件辐照生长及弹簧辐照松弛进行随机取值，并获取各种工况下的压紧系统压紧力。
[0023]所述S2.3.1中与燃料组件弹簧变形量相关的参数具体包括：堆腔高度、管座高度、弹簧片高度及厚度；获取每个工况下的所述的堆腔高度、管座高度、弹簧片高度及厚度参数，对上述参数进行随机取值，根据各参数对随机取值，计算获得弹簧变形量。
[0024]所述S2.1.2中燃料组件压紧力影响参数属于确定值参数或随机性参数具体为；
[0025]将影响燃料组件压紧力中的对应工况的温度参数、材料的热膨胀系数、板弹簧特性曲线划分为确定值参数；将堆腔高度参数、燃料组件结构参数、燃料组件重量及水力载荷数据则归为随机性参数。
[0026]所述S3中获取燃料组件压紧力裕量具体包括：
[0027]对燃料组件重力W、燃料组件水力学作用力F
h
、为燃料组件浮力A进行随机取值，并根据S2中获得压紧力，通过燃料组件压紧力裕量计算公式，获得燃料组件压紧力裕量。
[0028]所述S4具体包括：
[0029]在设定的计算次数内，获得给定置信度和容许区间下的压紧力统计值，在给定置信度95％和容许区间95％情况下，对各种工况下的压紧力和压紧力裕量的计算结果进行数据统计。
[0030]所述S4中对压紧力和压紧力裕量的计算结果进行数据统计具体公式为：
[0031]计算结果的算术平均值：
[0032]计算结果的标准差：
[0033]计算输出的最小值：
[0034]计算输出的最大值：
[0035]式中，n为设定的计算次数，data为用于统计的计算结果数据，k为给定的置信度和容许区间下双侧统计容许区间系数。
[0036]所述S2.2中确定燃料组件压紧力影响中的随机性参数的不确定性是根据燃料组件压紧力影响中的随机性参数的名义值、公差以及随机数分布类型，采用现有随机数生成算法，获得各随机性参数的随机数。
[0037]本专利技术的显著效果在于：本专利技术所述的一种提高压紧力裕量的燃料组件压紧系统
分析方法，将压紧力影响参数按照一定的概率分布进行取值，通过给定的置信度水平进行结果统计，计算结果更接近实际值，因而可获得较高的压紧力裕量。模拟计算次数越多，计算得到的结果越精确。相对于确定论分析方法，本专利技术不用各变量的极限值，可解决影响参数取极限值带来的保守性问题。
附图说明
[0038]图1为本专利技术所述的一种提高压紧力裕量的燃料组件压紧系统分析方法流程图。
具体实施方式
[0039]下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。
[0040]实施例1
[0041]如图1所示，一种提高压紧力裕量的燃料组件压紧系统分析方法，该方法具体包括：
[0042]S1、根据燃料组件在堆芯中的受力分析，建立燃料组件压紧力裕量模型；
[0043]根据燃料组件在堆芯中的受力情况，建立燃料组件压紧力裕量满足以下要求：
[0044]M＝F
r
+W-F
h-A≥0
[0045]其中，M为给定置信度下的燃料组件压紧力裕量统计值，F
r
为给定置信度下的压紧力统计值，W为燃料组件重力，F
h
为燃料组件水力学作用力，A为燃料组件浮力；
[0046]S2、根据压紧力影响参数类型，确定压紧弹簧变形量，获得各种工况下的压紧系统的压紧力；
[0047]S2.1、确定燃料组件压紧力影响参数类型；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高压紧力裕量的燃料组件压紧系统分析方法，其特征在于，该方法包括：S1、根据燃料组件在堆芯中的受力分析，建立燃料组件压紧力裕量模型；S2、根据压紧力影响参数类型，确定压紧弹簧变形量，获得各种工况下的燃料组件压紧力；S3、对燃料组件的重力、水力学作用力以及浮力随机取值，并根据燃料组件压紧力裕量模型，获取燃料组件压紧力裕量；S4、在规定的次数内，重复计算获得燃料组件压紧力和压紧力裕量，并在给定置信度和容许区间情况下，对各种工况下的压紧力和压紧力裕量的计算结果进行数据统计。2.根据权利要求1所述的一种提高压紧力裕量的燃料组件压紧系统分析方法，其特征在于，所述S1中燃料组件压紧力裕量模型具体为：燃料组件压紧力裕量满足以下要求：M＝F
r
+W-F
h-A≥0其中，M为给定置信度下的燃料组件压紧力裕量统计值，F
r
为给定置信度下的压紧力统计值，W为燃料组件重力，F
h
为燃料组件水力学作用力，A为燃料组件浮力。3.根据权利要求1所述的一种提高压紧力裕量的燃料组件压紧系统分析方法，其特征在于，所述S2中获得各种工况下燃料组件压紧力具体包括：S2.1、确定燃料组件压紧力影响参数类型；S2.1.1、梳理确定燃料组件压紧力影响参数；S2.1.2、对燃料组件压紧力影响参数属于确定值参数或随机性参数进行分类判断；S2.2、确定燃料组件压紧力影响中的随机性参数的不确定性；S2.3、根据压紧力影响参数，计算获得压紧弹簧变形量及压紧力。4.根据权利要求3所述的一种提高压紧力裕量的燃料组件压紧系统分析方法，其特征在于，所述S2.3中获得压紧弹簧变形量及压紧力的具体步骤为：S2.3.1、获取与燃料组件弹簧变形量相关参数的随机取值，进行弹簧变形量计算；S2.3.2、对燃料组件辐照生长及弹簧辐照松弛进行随机取值，并获取各种工况下的压紧系统压紧力。5.根据权利要求4所述的一种提高压紧力裕量的燃料组件压紧系统分析方法，其特征在于，所述S2.3.1中...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱发文，蒲曾坪，阳惠，陈平，芦韡，马超，周毅，卢嘉川，李云，曾孝敏，周小云，刘盈，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：