一种面向数字孪生的铅冷快堆主泵设计方法及系统技术方案

技术编号:43880272 阅读:74 留言:0更新日期:2024-12-31 19:03
本发明专利技术公开了一种面向数字孪生的铅冷快堆主泵设计方法及系统,涉及泵设计技术领域,包括以下步骤:构建参数化铅冷快堆主泵流道几何模型;生成用于描述主泵内流场的控制方程和边界条件;通过CFD仿真数据集、控制方程和边界条件对PINN代理模型进行训练,得到预测模型;将预测模型部署在数字孪生系统,得到铅冷快堆主泵流场的多个物理量,通过多个物理量对主泵设计优化问题进行求解,得到主泵设计方案。本发明专利技术避免了PINN代理模型在传统CFD算法中不同的应用场景需求下导致的设计和工况参数改变而需要重新计算的短板,能够以极低的计算时间成本和计算资源成本实现其内部流场的快速仿真,大大减少了主泵的设计周期。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及泵设计,特别是涉及一种面向数字孪生的铅冷快堆主泵设计方法及系统


技术介绍

1、铅冷快堆(lfr)具有良好的热工水力性能、化学性质稳定以及中子吸收截面小等安全优势,被公认为是最有潜力的第四代反应堆选型。其主泵作为一回路的关键部件,在运行过程中主泵面临着高温、高密度以及高流速液态金属冷却剂流动所带来的严重腐蚀问题,对反应堆长周期不换料的运行需求造成了挑战。腐蚀的分布情况和主泵内流场关系很大,因此相比于传统工质泵,铅冷快堆主泵主要关注外特性的设计思路,设计方法则更需要关注泵内流场以减轻腐蚀。

2、传统泵设计多以已有成熟的母泵型线为基础来开展泵参数优化设计,铅冷快堆及其主泵作为尚未投入商用的非成熟设计,未形成标准化的设计规范,难以找到特定运行需求下的参考母泵设计。同时传统泵设计时的设计参数众多,会导致多个参数间的相互耦合影响,使得其设计周期长且实验验证成本高昂。传统泵设计以提高泵的扬程、效率为设计目标,难以针对泵内流场开展参数优化和多目标协同设计,难以考虑高温高流速液态金属带来的对泵体材料的腐蚀问题。

3、数字孪生(digi本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种面向数字孪生的铅冷快堆主泵设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的一种面向数字孪生的铅冷快堆主泵设计方法,其特征在于,所述可调结构参数包括流道内径、叶片各圆柱层的进出口安装角、叶片型线和叶轮轮毂直径。

3.如权利要求1所述的一种面向数字孪生的铅冷快堆主泵设计方法,其特征在于,所述控制方程类型包括质量方程、能量方程、动量守恒方程以及湍流模型方程,所述边界条件包括出入口条件以及流固壁面的无滑移边界条件;

4.如权利要求1所述的一种面向数字孪生的铅冷快堆主泵设计方法,其特征在于,所述构建PINN代理模型具体如下所示:

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【技术特征摘要】

1.一种面向数字孪生的铅冷快堆主泵设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的一种面向数字孪生的铅冷快堆主泵设计方法,其特征在于,所述可调结构参数包括流道内径、叶片各圆柱层的进出口安装角、叶片型线和叶轮轮毂直径。

3.如权利要求1所述的一种面向数字孪生的铅冷快堆主泵设计方法,其特征在于,所述控制方程类型包括质量方程、能量方程、动量守恒方程以及湍流模型方程,所述边界条件包括出入口条件以及流固壁面的无滑移边界条件;

4.如权利要求1所述的一种面向数字孪生的铅冷快堆主泵设计方法,其特征在于,所述构建pinn代理模型具体如下所示:

5.如权利要求3所述的一种面向数字孪生的...

【专利技术属性】
技术研发人员:李良星郭译文桂家彬
申请(专利权)人:西安交通大学
类型:发明
国别省市:

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