一种球床式气冷堆堆芯底部燃料元件流动模拟方法及系统技术方案

技术编号:43156715 阅读:42 留言:0更新日期:2024-11-01 19:52
本发明专利技术公开了一种球床式气冷堆堆芯底部燃料元件流动模拟方法及系统,包括:在高温气冷堆确定论计算程序中,进行堆芯圆柱体部分燃料元件的流动模拟,并记录最后时刻状态点的球流数据;使用离散元颗粒模拟程序建立离散元锥体模型,设置锥体参数,进行堆芯底部锥体燃料元件的流动模拟,记录流动模拟数据;利用确定论计算程序进行锥体建模,使用流动模拟数据进行参数校正,对锥体内的燃料元件流动进行精确模拟,在确定论程序中描述出底部锥体球流情况。本发明专利技术方法通过确定论计算程序模拟堆芯圆柱体部分的燃料元件流动,使用离散元颗粒模拟程序对堆芯底部锥体的特定区域进行深入分析,进行锥体模型的参数校正和精确模拟,极大地提高了模型的预测精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及核反应堆燃料循环,具体为一种球床式气冷堆堆芯底部燃料元件流动模拟方法及系统


技术介绍

1、球床式高温气冷堆(例如htr-pm)采用球形包覆颗粒燃料元件,通过元件的堆积形成反应堆堆芯,在运行过程中实现连续装换料。球形燃料元件在球床堆芯中的流动特性是堆芯几何设计和物理设计的基础,反应堆物理、热工以及核燃料循环等均有赖于此。燃料元件随机堆积,构成圆柱状球床,并在球床内向下流动,然后通过堆芯底部的卸料管排出,圆柱状球床下部和卸料管之间为锥形过渡段(二者直径不一样,例如htr-pm的分别为300cm、50cm),形成堆芯下部锥体,由于该锥形段的的存在,可能导致燃料球在底部出现滞留的情况,且在底部锥体的流动会受到锥体倾斜角度,摩擦系数等因素的影响。

2、目前主要的高温气冷堆确定论计算程序(例如vsop)在进行堆芯底部锥体模拟时,将底部的锥体等效成圆柱体,采用层流阶跃的方式模拟燃料元件在堆芯内部的流动,该方法忽略了堆芯底部燃料元件流动时锥体倾斜角度和摩擦系数造成的底部滞留现象,并且人为定义的流速与燃料元件流动的实际情况相差甚远,难以模拟出真实本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种球床式气冷堆堆芯底部燃料元件流动模拟方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的球床式气冷堆堆芯底部燃料元件流动模拟方法,其特征在于:所述堆芯圆柱体部分燃料元件流动的模拟包括,使用确定论计算程序VSOP基于流体动力学模型进行模拟,表示为:

3.如权利要求2所述的球床式气冷堆堆芯底部燃料元件流动模拟方法,其特征在于:所述堆芯圆柱体部分燃料元件流动的模拟还包括,对于热力学传递的模拟,以能量守恒方程为基础,表示为:

4.如权利要求3所述的球床式气冷堆堆芯底部燃料元件流动模拟方法,其特征在于:所述球流数据包括球流速度、球流密度、温度分布、燃料元件磨...

【技术特征摘要】

1.一种球床式气冷堆堆芯底部燃料元件流动模拟方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的球床式气冷堆堆芯底部燃料元件流动模拟方法,其特征在于:所述堆芯圆柱体部分燃料元件流动的模拟包括,使用确定论计算程序vsop基于流体动力学模型进行模拟,表示为:

3.如权利要求2所述的球床式气冷堆堆芯底部燃料元件流动模拟方法,其特征在于:所述堆芯圆柱体部分燃料元件流动的模拟还包括,对于热力学传递的模拟,以能量守恒方程为基础,表示为:

4.如权利要求3所述的球床式气冷堆堆芯底部燃料元件流动模拟方法,其特征在于:所述球流数据包括球流速度、球流密度、温度分布、燃料元件磨损情况、流动压力、流体动力学参数、辐射场强度和化学组成变化。

5.如权利要求4所述的球床式气冷堆堆芯底部燃料元件流动模拟方法,其特征在于:所述锥体燃料元件的流动模拟包括,将球流数据输入到离散元锥体模型中,根据颗粒间的力学交互和锥体对流动的影响进行模拟,根据力学第二定律控制每个颗粒的...

【专利技术属性】
技术研发人员:罗勇史进曹良志王永平吴宇轩李浩涌周勤刘伟刘嵩阳李雪琳王朗郭若楠
申请(专利权)人:华能核能技术研究院有限公司
类型:发明
国别省市:

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