失水事故下非线性反应堆系统流固耦合模拟方法及系统技术方案

技术编号:39503400 阅读:27 留言:0更新日期:2023-11-24 11:34
本发明专利技术公开了失水事故下非线性反应堆系统流固耦合模拟方法及系统,涉及反应堆流固耦合力学领域,其技术方案要点是:依据反应堆的结构参数建立固体区域与流体区域的有限元模型;模拟有限元模型中存在非线性接触位置的接触关系;对失水事故工况下压力容器破口的压力变化进行求解;对有限元模型中流体区域的以及固体区域进行二次建模;对二次建模后的非线性有限元模型进行初始化流体压力恒定处理;对压力初始化后的非线性有限元模型进行流固耦合计算,得到反应堆失水事故的压力容器动响应结果

【技术实现步骤摘要】
失水事故下非线性反应堆系统流固耦合模拟方法及系统


[0001]本专利技术涉及反应堆流固耦合力学领域,更具体地说,它涉及失水事故下非线性反应堆系统流固耦合模拟方法及系统


技术介绍

[0002]反应堆是反应堆系统的核心,其性能对反应堆安全起至关重要的作用

冷却剂失水事故
(Loss of Coolant Accident
,即
LOCA)
就是一种管道破裂事故,发生失水事故后,冷却剂向外喷射或流失,产生喷射推力和引起压力容器内压力变化,卸压波穿过一回路冷却系统并向压力容器传播,使反应堆冷却剂系统受到很大的外载荷作用,导致堆内结构如吊篮产生振动,可能产生甩管和设备损坏的严重后果
。LOCA
动力响应分析的目的是通过对发生失水事故以后反应堆冷却系统

堆内构件可能发生的破坏情况的研究,获得堆内结构在卸压波传播过程中的水力载荷,计算出堆内结构的动态响应和动应力,从而评估反应堆的结构完整性和安全可靠性

工程设计需要一种对于该极端工况下反应堆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
失水事故下非线性反应堆系统流固耦合模拟方法,其特征是,包括以下步骤:依据反应堆的结构参数建立固体区域与流体区域的几何模型,并对几何模型进行网格划分,得到固体区域与流体区域的有限元模型;模拟有限元模型中至少两处存在非线性接触位置的接触关系;对失水事故工况下压力容器破口的压力变化进行求解,并获取相应的水力载荷信息作为流固耦合模拟的压力边界条件;对有限元模型中流体区域的流体边界条件和流固耦合交界面以及固体区域的固体边界条件和流固耦合交界面进行二次建模;对二次建模后的非线性有限元模型进行初始化流体压力恒定处理,固体相应部分发生预变形,并将初始压力施加后的结果进行保存,作为下一步瞬态流固耦合的初始情况;对压力初始化后的非线性有限元模型进行流固耦合计算,得到反应堆失水事故的压力容器动响应结果
。2.
根据权利要求1所述的失水事故下非线性反应堆系统流固耦合模拟方法,其特征是,所述结构参数包括压力容器的几何尺寸

材料特性

支撑形式以及堆内构件的各阶振型与频率
。3.
根据权利要求1所述的失水事故下非线性反应堆系统流固耦合模拟方法,其特征是,所述有限元模型中固体区域所对应的结构网格与流体区域所对应的流体网格的坐标位置相互匹配,且全为六面体单元
。4.
根据权利要求1所述的失水事故下非线性反应堆系统流固耦合模拟方法,其特征是,所述几何模型采用商用软件
CATIA
进行构建,有限元模型采用商用软件
Hypermesh
进行建模;;其中,固体区域的有限元模型生成为
.inp
文件,流体区域的有限元模型生成为
.cas
文件
。5.
根据权利要求1所述的失水事故下非线性反应堆系统流固耦合模拟方法,其特征是,所述非线性接触位置的接触关系采用
ANSYS
软件中的多个
COMBIN39
单元进行等效模拟
。6.

【专利技术属性】
技术研发人员:叶献辉刘文进张毅雄曾忠秀王新军卢喜丰党高健张渝冯志鹏曹阳蔡逢春吕勇波李丽娟
申请(专利权)人:中国核动力研究设计院
类型:发明
国别省市:

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