立式蒸汽发生器U型管倒流状态模拟中的传热管分组方法技术

本发明专利技术涉及立式蒸汽发生器U型管倒流状态模拟中的传热管分组方法，包括如下步骤：S1.采集立式蒸汽发生器U型管参数；S2.计算各类传热管的弯曲半径；S3.计算初始分组的累计平方差e0；S4.传热管循环分组；S5.分组累计平方差计算；S6.将步骤S5记录的e和e0比较：S7.重复执行步骤S4至步骤S6，直至分组循环终止，此时的

【技术实现步骤摘要】
立式蒸汽发生器U型管倒流状态模拟中的传热管分组方法
本专利技术涉及蒸汽发生器的传热管，具体而言是立式蒸汽发生器U型管倒流状态模拟中的传热管分组方法。
技术介绍
蒸汽发生器是压水堆核电厂一回路、二回路热交换的枢纽，其运行特性直接影响核动力装置的整体特性。目前运行的压水堆核电厂中广泛采用了立式倒U型管自然循环蒸汽发生器(UTSG)。在进行核动力装置系统仿真分析时，传统的立式倒U型管自然循环蒸汽发生器采用集总参数方法建模，即将所有的传热管进行集总，沿流动方向划分为若干个控制体和热构件。然而，在核动力装置一回路自然循环条件下，蒸汽发生器并联U型管束内存在非均匀流动，部分倒U型管会发生倒流，即UTSG一次侧的冷却剂从出口腔室流至入口腔室，从而使得一回路自然循环流量减少，对反应堆安全带来不利影响。因此在进行一回路自然循环仿真分析时，为对管内倒流的影响因素进行分析，需要对UTSG进行分组建模。考虑到蒸汽发生器的传热管类别众多，若按长度对全部类别的传热管进行建模，计算量大，计算速度慢，难以满足核动力装置快速乃至实时仿真计算的要求。因此，在对传热管进行建模时，只能对传热管进行有限数量的分组。在进行UTSG传热管分组计算时，如果计算方法不合理，分组结果不仅影响自然循环条件下UTSG的仿真精度，还可能会大大增加UTSG建模前处理工作量，影响建模效率。目前尚缺乏进行UTSG传热管高精度快速分组的计算方法，为此，本专利技术提供了一种立式蒸汽发生器U型管倒流状态模拟中的传热管分组方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种立式蒸汽发生器U型管倒流状态模拟中的传热管分组方法。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：立式蒸汽发生器U型管倒流状态模拟中的传热管分组方法，包括如下步骤：S1.采集立式蒸汽发生器U型管参数；S1.1将弯曲半径相同的传热管归为同一类，采集得到传热管的类数，记为m，将传热管最大和最小弯曲半径分别记为rmax和rmin；S1.2将各类传热管按照弯曲半径由小到大的顺序排列，编类号分别为1、2、…、m，记第i类传热管的数目为n(i)，其中i＝1～m；S1.3将采集到的立式蒸汽发生器U型管参数输入计算机；S2.计算各类传热管的弯曲半径；根据步骤S1.2对传热管的编类号，记第i类传热管的弯曲半径为r(i)，其中i＝1～m，r(1)＝rmin，r(m)＝rmax，将rmin和rmax代入第一公式式中i＝2～m-1，计算得到r(2)、r(3)、…、r(m-2)、r(m-1)分别为S3.计算初始分组的累计平方差e0；S3.1初始分组：将m类传热管按照弯曲半径由小到大的顺序分为k组，第1、2、…、k-1、k组分别含有1、1、…、1、m-(k-1)类传热管；S3.2将r(i)和n(i)代入第二公式计算得到第k组的平均半径S3.3将r(i)、n(i)和代入第三公式计算得到初始分组的累计平方差e0；其中第二、三公式中i均为求和计算的循环角标；S4.传热管循环分组；S4.1传热管分组循环：采用多重循环来进行传热管的分组，将m类传热管按照弯曲半径由小到大的顺序分为k组，其循环嵌套层数为k-1层，外层循环每执行一次，内层循环就要从头开始执行一轮。将某一分组下第j组(j＝1～k)中最后一类传热管记为sj；S4.2当1≤k≤6时，采用枚举算法，按以下步骤进行：S4.2.1第1层循环：s1初值为1，终值为m-k+1，步长为1，则第1组包括第1、2、…、s1-1、s1共s1-1类传热管；S4.2.2第2层循环：s2初值为s1+1，终值为m-k+2，步长为1，则第2组包括第s1+1、s1+2、…、s2-1、s2共s2-s1类传热管；S4.2.3第3～k-1层循环：sj(j＝3～k-1)初值为sj-1+1，终值为m-k+j，步长为1，则第j组包括第sj-1+1、sj-1+2、…、sj-1、sj共sj-sj-1类传热管；S4.2.4sk＝m，则最后一组包括第sk-1+1、sk-1+2、…、m-1、m共m-sk-1类传热管；S4.2.5循环终止，终止条件为s1＝m-k+2；S4.3当6＜k≤m时，采用优化算法，按以下步骤进行：S4.3.1第1层循环：s1初值为终值为步长为1，则第1组包括第1、2、…、s1-1、s1共s1-1类传热管,INT为取整运算符；S4.3.2第2层循环：s2初值为s1+1，终值为m-k+2，步长为1，则第2组包括第s1+1、s1+2、…、s2-1、s2共s2-s1类传热管，并且-2≤s2-2s1≤2；S4.3.3第3～k-1层循环：sj(j＝3～k-1)初值为sj-1+1，终值为m-k+j，步长为1，则第j组包括第sj-1+1、sj-1+2、…、sj-1、sj共sj-sj-1类传热管，并且-2≤(sj-sj-1)-(sj-1-sj-2)≤2；S4.3.4sk＝m，则最后一组包括第sk-1+1、sk-1+2、…、m-1、m共m-sk-1类传热管，并且S4.3.5循环终止，终止条件为S5.分组累计平方差计算；S5.1记第j组(j＝1～k)所有传热管弯曲半径的均值为采用第四公式计算采用第五公式计算式中j＝2～k；S5.2计算分组累计平方差：记第j组(j＝1～k)传热管的累计平方差为ej；采用第六公式计算采用第七公式计算式中j＝2～k；S5.3将ei(i＝1～k)代入第八公式计算该分组总的累计平方差e；其中步骤S5第四至第八公式中i均为求和计算的循环角标；S6.将步骤S5记录的e和e0比较：记与e0对应的传热管分组为如果在当前循环分组计算得到的e＜e0，则用与e对应的s1、s2、…、sk和e的值替代原和e0而作为新的和e0，否则保持原和e0值不变；S7.重复执行步骤S4至步骤S6，直至分组循环终止，此时的即为最终传热管分组；S8.输出步骤S7所得最终传热管分组采用本专利技术，可实现立式蒸汽发生器U型管倒流状态模拟中的传热管分组的快速计算，以供UTSG高精度的建模与仿真提供参考。附图说明图1是本专利技术的枚举算法流程示意图；图2是本专利技术的优化算法流程示意图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步的说明，但该实施例不应理解为对本专利技术的限制。实施例一参见图1，立式蒸汽发生器U型管倒流状态模拟中的传热管分组方法，包括如下步骤：S1.采集立式蒸汽发生器U型管参数；S1.1将弯曲半径相同的传热管归为同一类，采集得到传热管的类数，记为m，m＝60，将传热管最大和最小弯曲半径分别记为rmax和rmin,rmax＝700mm,rmin＝70mm；S1.2将各类传热管按照弯曲半径由小到大的顺序排列，编类号分别为1、2、…、60，记第i类传热管的数目为n(i)，其中i＝1～60，n(1)、n(2)、…、n(60)分别为36、38、38、38、38、38、38、38、38、38、38、38、37、38、37、38、37、36、37、36、35、36、35、34、34、32、35、34、32、32、34、32、31、32、32、32、32、30、30、28、27、28、27、26、25、24、22、22、20、20、21、20、18、16、15、14、12、10、8、6；S1.3将采集到的立式蒸汽发生器U型管参数输入计算机；S2.计算各类传热管的弯曲半径；根据步本文档来自技高网...

【技术保护点】
立式蒸汽发生器U型管倒流状态模拟中的传热管分组方法，包括如下步骤：S1.采集立式蒸汽发生器U型管参数；S1.1将弯曲半径相同的传热管归为同一类，采集得到传热管的类数，记为m，将传热管最大和最小弯曲半径分别记为rmax和rmin；S1.2将各类传热管按照弯曲半径由小到大的顺序排列，编类号分别为1、2、…、m，记第i类传热管的数目为n(i)，其中i＝1～m；S1.3将采集到的立式蒸汽发生器U型管参数输入计算机；S2.计算各类传热管的弯曲半径；根据步骤S1.2对传热管的编类号，记第i类传热管的弯曲半径为r(i)，其中i＝1～m，r(1)＝rmin，r(m)＝rmax,将rmin和rmax代入第一公式

【技术特征摘要】
1.立式蒸汽发生器U型管倒流状态模拟中的传热管分组方法，包括如下步骤：S1.采集立式蒸汽发生器U型管参数；S1.1将弯曲半径相同的传热管归为同一类，采集得到传热管的类数，记为m，将传热管最大和最小弯曲半径分别记为rmax和rmin；S1.2将各类传热管按照弯曲半径由小到大的顺序排列，编类号分别为1、2、…、m，记第i类传热管的数目为n(i)，其中i＝1～m；S1.3将采集到的立式蒸汽发生器U型管参数输入计算机；S2.计算各类传热管的弯曲半径；根据步骤S1.2对传热管的编类号，记第i类传热管的弯曲半径为r(i)，其中i＝1～m，r(1)＝rmin，r(m)＝rmax,将rmin和rmax代入第一公式式中i＝2～m-1，计算得到r(2)、r(3)、…、r(m-2)、r(m-1)分别为S3.计算初始分组的累计平方差e0；S3.1初始分组：将m类传热管按照弯曲半径由小到大的顺序分为k组，第1、2、…、k-1、k组分别含有1、1、…、1、m-(k-1)类传热管；S3.2将r(i)和n(i)代入第二公式计算得到第k组的平均半径S3.3将r(i)、n(i)和代入第三公式计算得到初始分组的累计平方差e0；其中第二、三公式中i均为求和计算的循环角标；S4.传热管循环分组；S4.1传热管分组循环：采用多重循环来进行传热管的分组，将m类传热管按照弯曲半径由小到大的顺序分为k组，其循环嵌套层数为k-1层，外层循环每执行一次，内层循环就要从头开始执行一轮。将某一分组下第j组(j＝1～k)中最后一类传热管记为sj；S4.2当1≤k≤6时，采用枚举算法，按以下步骤进行：S4.2.1第1层循环：s1初值为1，终值为m-k+1，步长为1，则第1组包括第1、2、…、s1-1、s1共s1-1类传热管；S4.2.2第2层循环：s2初值为s1+1，终值为m-k+2，步长为1，则第2组包括第s1+1、s1+2、…、s2-1、s2共s2-s1类传热管；S4.2.3第3～k-1层循环：sj(j＝3～k-1)初值为sj-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘现星，张靖，程堃，罗小雨，孙海军，李刘杰，唐征明，李广围，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一九研究所，
类型：发明
国别省市：湖北,42