基于相分布特征的燃料组件热工性能分析方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了基于相分布特征的燃料组件热工性能分析方法及系统，涉及反应堆热工水力设计及安全分析领域，其技术方案要点是：对燃料组件进行两相CFD计算分析，得到燃料组件内的两相CFD计算结果；依据两相CFD计算结果分别确定燃料组件内的流线分布因子、两相气泡尺寸分布因子和空泡包覆因子；依据流线分布因子、两相气泡尺寸分布因子和空泡包覆因子对燃料组件的热工性能进行综合分析，得到热工性能。本发明专利技术大大提升拓展了现有燃料组件热工性能评价因素，快速实现新型燃料组件两相热工性能评价，大大减少了试验的需求，增加了选型的成功率，该方法可应用到核反应堆高热工性能燃料组件研发中。组件研发中。组件研发中。

【技术实现步骤摘要】
基于相分布特征的燃料组件热工性能分析方法及系统


[0001]本专利技术涉及反应堆热工水力设计及安全分析领域，更具体地说，它涉及基于相分布特征的燃料组件热工性能分析方法及系统。

技术介绍

[0002]燃料组件研发的重要目标之一是提升燃料组件的热工性能，即临界热流密度(CHF)。当燃料组件的CHF值增加后，反应堆的经济性和安全性能得到进一步提升。为提高燃料组件临界热流密度，设计中主要对定位格架特别是搅混翼的结构进行优化改进。由于研制经费、研制时间等原因的限制，只能选择极少数的设计方案用临界热流密度实验进行评价。为了从大量的设计方案中筛选出较好的方案进行实验，需要选用恰当的评价方法进行设计方案选型。由于CHF现象的发生区域广，涉及到多尺度多物理场耦合作用。而燃料组件结构的影响复杂，包括横向流动、涡旋流场和湍流增强等。当这些因素耦合作用时，燃料组件结构与热工性能的关系十分复杂。
[0003]为了建立燃料组件的热工性能评价方法，早期阶段主要通过设计经验和试验验证。由于现象复杂，经验和认识不足，且试验周期长、代价高和反馈少，已经难以满足自主化设计需本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于相分布特征的燃料组件热工性能分析方法，其特征是，包括以下步骤：对燃料组件进行两相CFD计算分析，得到燃料组件内的两相CFD计算结果；依据两相CFD计算结果分别确定燃料组件内的流线分布因子、两相气泡尺寸分布因子和空泡包覆因子；依据流线分布因子、两相气泡尺寸分布因子和空泡包覆因子对燃料组件的热工性能进行综合分析，得到热工性能参数。2.根据权利要求1所述的基于相分布特征的燃料组件热工性能分析方法，其特征是，所述两相CFD计算结果的获得过程具体为：建立燃料组件的结构设计模型；依据计算模型标准在结构设计模型的基础上依次建立计算网格和设置计算条件后确定两相CFD计算模型；依据两相CFD计算模型开展计算分析，得到燃料组件内的两相CFD计算结果。3.根据权利要求1所述的基于相分布特征的燃料组件热工性能分析方法，其特征是，所述流线分布因子依据截面的流线分布与初始分布的比值进行确定；所述两相气泡尺寸分布因子依据流场中气泡直径的均值进行确定；所述空泡包覆因子依据两相局部聚集特性进行确定。4.根据权利要求3所述的基于相分布特征的燃料组件热工性能分析方法，其特征是，所述流线分布因子的计算公式具体为：其中，S
DC
表示流线分布因子；N表示面上流线的数量；x
i
,y
i
,z
i
分别表示空间上不同方向上第i个流线的分布；x0,y0,z0分别表示特征子通道在空间上不同方向的位置，即中心位置；f(x
i
,y
i
,z
i
,N)＝0表示流线函数。5.根据权利要求3所述的基于相分布特征的燃料组件热工性能分析方法，其特征是，所述两相气泡尺寸分布因子的计算公式具体为：其中，D
B
表示两相气泡尺寸分布因子；α
j
表示第j...

【专利技术属性】
技术研发人员：李仲春，杜思佳，张渝，刘余，李松蔚，陈曦，丁书华，陈伟，钱立波，沈丹红，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：