【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高温气冷堆，尤其涉及一种燃料球导热分析方法、装置、电子设备及可读存储介质。
技术介绍
1、球床式高温气冷堆的堆芯由数量众多的燃料球随机堆积形成球床。燃料球由直径5cm的燃料区和厚度0.5cm的非燃料区组成，燃料区由约12000个三结构同向性型(tri-structural iso-tropic，triso)包覆颗粒随机弥散在高热导率的石墨基体中，非燃料区为石墨基体球壳。在高温气冷堆的热工设计和安全分析中，燃料球的温度分布至关重要，燃料包覆颗粒平均温度和石墨基底平均温度作为对应位置的燃料温度和慢化剂温度，用于更新计算核反应截面，或计算温度变化引起的反应性变化，而燃料最高温度是评估碳化硅包壳是否失效、是否有大量放射性释放的安全性关键参数。
2、为了简化计算，在目前的高温气冷堆热工分析中，考虑到燃料球内包覆颗粒的体积填充率比较低，通常将燃料球近似为石墨球，来简化导热分析。然而，这种方法一方面忽略了燃料球的复杂材料组分和几何结构对温度分布的影响，同时，燃料球内的导热属于含分布式内热源的复合材料导热问题，每个包覆颗粒都是一个热源，这种方法也忽略了燃料球内随机分布内热源对温度分布的影响。这将直接影响燃料球温度分布的计算精度，进一步也会对高温气冷堆热工设计和安全分析的精度产生影响。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种燃料球导热分析方法、装置、电子设备及可读存储介质，用以解决现有技术中燃料球温度分布计算精度不高的问题。
2、本专利技术提供一种燃料球导热分析方
3、在燃料球内的燃料颗粒随机分布的情况下，基于所述燃料球的半径、所述燃料球内的燃料颗粒总数量以及所述燃料颗粒的半径，确定沿燃料球半径方向的燃料颗粒的数量，所述燃料球内相同体积的不同区域出现相同数量的燃料颗粒的概率相等；
4、基于所述燃料颗粒对应的概率密度函数和所述沿燃料球半径方向的燃料颗粒的数量，确定每个所述燃料颗粒的径向坐标；
5、对每个所述燃料颗粒的径向坐标进行有限元分析，确定所述燃料球的最高温度和平均温度。
6、在一些实施例中，所述对每个所述燃料颗粒的径向坐标进行有限元分析，确定所述燃料球的最高温度和平均温度，包括：
7、基于所述每个所述燃料颗粒的径向坐标，构建所述燃料球的几何模型；
8、对所述几何模型进行网格划分，并计算所述燃料球的温度分布；
9、基于所述燃料球的温度分布，进行网格无关性验证，得到验证结果；
10、基于所述验证结果，确定所述燃料球的最高温度和平均温度。
11、在一些实施例中，所述基于所述每个所述燃料颗粒的径向坐标，构建所述燃料球的几何模型之后，所述方法还包括：
12、设置所述燃料球的各材料的导热系数、导热边界条件以及所述燃料球的内热源。
13、在一些实施例中，所述沿燃料球半径方向的燃料颗粒的数量与所述燃料颗粒所在位置对应的半径处的球面面积呈线性关系；在所述燃料颗粒随机分布的情况下，所述沿燃料球半径方向的燃料颗粒的数量表示为：
14、fn(r)＝gr2；
15、其中，r为所述燃料颗粒所在位置对应的半径，g为待定系数，所述待定系数基于所述燃料球的半径、所述燃料球内的燃料颗粒总数量以及所述燃料颗粒的半径确定。
16、在一些实施例中，所述待定系数表示为：
17、
18、其中，r为所述燃料球的半径，n为所述燃料球内的燃料颗粒总数量，a为所述燃料颗粒的半径。
19、在一些实施例中，所述待定系数通过如下方式计算：
20、基于所述燃料颗粒的半径，确定所述燃料球内的燃料颗粒总数为：
21、
22、基于所述燃料球内的燃料颗粒总数，确定所述待定系数。
23、本专利技术还提供一种燃料球导热分析装置，包括：
24、第一确定模块，用于在燃料球内的燃料颗粒随机分布的情况下，基于所述燃料球的半径、所述燃料球内的燃料颗粒总数量以及所述燃料颗粒的半径，确定沿燃料球半径方向的燃料颗粒的数量，所述燃料球内相同体积的不同区域出现相同数量的燃料颗粒的概率相等；
25、第二确定模块，用于基于所述燃料颗粒对应的概率密度函数和所述沿燃料球半径方向的燃料颗粒的数量，确定每个所述燃料颗粒的径向坐标；
26、第三确定模块，用于对每个所述燃料颗粒的径向坐标进行有限元分析，确定所述燃料球的最高温度和平均温度。
27、本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述燃料球导热分析方法。
28、本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述燃料球导热分析方法。
29、本专利技术还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述燃料球导热分析方法。
30、本专利技术提供的燃料球导热分析方法、装置、电子设备及可读存储介质，通过在燃料球内的燃料颗粒随机分布的情况下，对燃料球的温度分布进行有限元分析，提高燃料球温度分布的计算精度。
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1.一种燃料球导热分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的燃料球导热分析方法，其特征在于，所述对每个所述燃料颗粒的径向坐标进行有限元分析，确定所述燃料球的最高温度和平均温度，包括：
3.根据权利要求2所述的燃料球导热分析方法，其特征在于，所述基于所述每个所述燃料颗粒的径向坐标，构建所述燃料球的几何模型之后，所述方法还包括：
4.根据权利要求1-3任一项所述的燃料球导热分析方法，其特征在于，所述沿燃料球半径方向的燃料颗粒的数量与所述燃料颗粒所在位置对应的半径处的球面面积呈线性关系；在所述燃料颗粒随机分布的情况下，所述沿燃料球半径方向的燃料颗粒的数量表示为：
5.根据权利要求4所述的燃料球导热分析方法，其特征在于，所述待定系数表示为：
6.根据权利要求4所述的燃料球导热分析方法，其特征在于，所述待定系数通过如下方式计算：
7.一种燃料球导热分析装置，其特征在于，包括：
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述燃料球导热分析方法。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述燃料球导热分析方法。
...【技术特征摘要】
1.一种燃料球导热分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的燃料球导热分析方法，其特征在于，所述对每个所述燃料颗粒的径向坐标进行有限元分析，确定所述燃料球的最高温度和平均温度，包括：
3.根据权利要求2所述的燃料球导热分析方法，其特征在于，所述基于所述每个所述燃料颗粒的径向坐标，构建所述燃料球的几何模型之后，所述方法还包括：
4.根据权利要求1-3任一项所述的燃料球导热分析方法，其特征在于，所述沿燃料球半径方向的燃料颗粒的数量与所述燃料颗粒所在位置对应的半径处的球面面积呈线性关系；在所述燃料颗粒随机分布的情况下，所述沿燃料球半径方向的燃料颗粒的数量表示为：
5.根据权利要求4所述的燃料球导热分析方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘子平，李邦明，肖颀，柯志武，庞杰，黄崇海，苟金澜，王俊荣，王瑞奇，汪功庆，周天成，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七一九研究所，
类型：发明
国别省市：
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