热管冷却固体堆传热与中子物理模块的实时仿真方法技术

一种热管冷却固体堆传热与中子物理模块的实时仿真方法，通过构建用于实时仿真的中子动力学简化点堆模型并进行初始化后，采用以热管冷却固体堆模块传热实验装置的实验温度测量代替中子动力学简化点堆模型求解过程，以热工模型预测系统温度。本发明专利技术实现通过传热装置测得温度数据对中子动力学模型运行求解的实时校正，对于研究固体堆动态响应特性具有重要意义。因此本发明专利技术提出的方法以温度数据测量代替瞬态热工模型，从而能够对考虑温度反馈效应的中子动力学模型进行实时仿真。的中子动力学模型进行实时仿真。的中子动力学模型进行实时仿真。

【技术实现步骤摘要】
热管冷却固体堆传热与中子物理模块的实时仿真方法


[0001]本专利技术涉及的是一种核电站仿真领域的技术，具体是一种基于虚实结合的热管冷却固体堆传热与中子物理模块的实时仿真方法。

技术介绍

[0002]热管冷却反应堆是一种以高温热管作为冷却方式的固体堆芯反应堆，具有一体化小型化、结构紧凑简单、高传热效率、非能动安全等优良特性。中子动力学模型被用于描述反应堆动态运行时中子密度或堆功率的瞬态变化，功率变化将导致温度发生变化。使用中子与靶核的反应截面来描述堆内核反应过程的概率，而反应截面受堆内温度变化的影响很大。此外，固体堆芯在高温下的热膨胀效应会进一步加剧中子泄露，进而降低功率。因此在中子动力学方程中需要考虑温度变化引入的反馈效应，通常使用耦合中子动力学模型与瞬态热工模型的方法来描述这一反馈效应。然而目前对于瞬态热工模型，如热管被动输热模型、气隙导热模型等，的机理认识与模型构建仍然存在局限性。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有技术无法在模型与硬件之间实时传递温度数据的效果的缺陷以及无法针对固体反应堆进行可靠核热耦合仿真的不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热管冷却固体堆传热与中子物理模块的实时仿真方法，其特征在于，通过构建用于实时仿真的中子动力学简化点堆模型并进行初始化后，采用以热管冷却固体堆模块传热实验装置的实验温度测量代替中子动力学简化点堆模型求解过程，以热工模型预测系统温度；所述的中子动力学简化点堆模型具体为：其中：下标i表示6组缓发中子的编号，β
i
、C
i
、λ
i
分别为每一组的缓发中子份额、缓发中子先驱核浓度以及衰变常数；Λ为瞬发中子代寿命；β为6组β
i
之和；P表示反应堆功率；ρ为反应堆反应性，该参数与反应堆当前运行温度T之间满足：ρ＝α(T
‑
T
ref
)，其中：α与T
ref
分别为反应性系数和参考温度，β
i
、C
i
、λ
i
、Λ、α与T
ref
均为常数，统称为点堆参数；所述的热管冷却固体堆模块传热实验装置包括：隔热层、以及设置于其内部的带有热电偶的根铜
‑
水热管和铝块，其中：热电偶与温度采集卡相连并输出温度信号，铝块分别与铜
‑
水热管和外部的根加热管相连，该加热管与可编程直流电源相连以接收电压输出信号，温度采集卡和可编程直流电源分别与仿真模块相连。2.根据权利要求1所述的热管冷却固体堆传热与中子物理模块的实时仿真方法，其特征是，所述的仿真模块包括：温度计算单元，根据实验实物传递过来的Δt内全部温度数据，计算该步长下平均温度点堆方程求解单元，输入平均温度，求解下一时刻的功率P
n+1
；功率传递单元，将计算得到的功率P
n+1
以电压信号的方式传递到实验平台可编程电源中；等待单元，留出一定时间余量，以确保每一步时间步长确定为250ms，保障仿真的实时性。3.根据权利要求1所述的热管冷却固体堆传热与中子物理模块的实时仿真方法，其特征是，所述的铜
‑
水热管和用于模拟核燃料棒中的中子裂变释热的加热管的布置要求满足：1根加热管周围均匀布置6根热管的方式紧凑排布。4.根据权利要求1或3所述的热管冷却固体堆传热与中子物理模块的实时仿真方法，其特征是，所述的加热管
‑
铜
‑
水热管的中...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴翔，邓蛟龙，刘晓晶，熊进标，张滕飞，何辉，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：