准则确定方法、装置、设备、计算机存储介质及程序产品制造方法及图纸

本申请公开了一种准则确定方法、装置、设备、计算机存储介质及程序产品，涉及核反应堆安全分析技术领域。该方法包括：建立针对瞬变外力场下的反应堆堆芯热工安全准则的稳态瞬态分析数学物理模型；建立针对瞬变外力场的六自由度运动的三维空间加速度模型；根据所述稳态瞬态分析数学物理模型和所述三维空间加速度模型，确定瞬变外力场下的流动失稳和沸腾临界预测机理模型；根据所述流动失稳和沸腾临界预测机理模型，确定瞬变外力场下的反应堆堆芯热工安全准则。根据本申请实施例，能够对瞬变外力场下的核反应堆堆芯热工安全准则进行准确制定，为先进核能动力系统热工安全研发设计提供了可靠的理论依据。提供了可靠的理论依据。提供了可靠的理论依据。

【技术实现步骤摘要】
准则确定方法、装置、设备、计算机存储介质及程序产品


[0001]本申请属于核反应堆安全分析
，尤其涉及一种准则确定方法、装置、设备、计算机存储介质及程序产品。

技术介绍

[0002]核能动力在浮动核电站、破冰船、海洋科考装置等领域具有重要的应用和广阔的应用潜力，动态自反馈方式、强迫循环方式是核反应堆的常用运行工况，对我国海洋发展战略具有重大意义。反应堆在动态自反馈方式、强迫循环方式下的热工安全性能是决定装备动力性能、安全性能的核心指标之一。实现反应堆热工安全的核心和关键是确保堆芯不发生流动失稳，同时也要避免堆芯发生沸腾临界。因此，在设计上通过精确制定反应堆堆芯热工安全准则，使核反应堆系统热工安全裕量得到充分挖掘和提升的同时，能够在各类复杂工况下确保其运行在安全参数范围内。
[0003]海洋环境复杂多变，由风、浪、涌、流及浮动核电站、破冰船、海洋科考装置自身动作产生复杂多变的瞬变外力场，对动态自反馈方式、强迫循环方式下核反应堆堆芯热工安全带来复杂的影响。而陆基核反应堆堆芯热工安全准则是基于静止条件下的实验和理论分析获得的，没有考虑瞬变外力场对热工水力特性的影响，不适用于海洋环境中核的反应堆系统。目前现有技术中并没有针对瞬变外力场条件对动态自反馈方式、强迫循环方式下堆芯热工安全准则的分析及获取方法，因此，在实际对反应堆堆芯热工安全准则进行制定时，需要对每种设计的反应堆进行大量的实验，耗费经费高、时间长。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种准则确定方法、装置、设备、计算机存储介质及程序产品，能够对瞬变外力场下的核反应堆堆芯热工安全准则进行准确制定，为先进核能动力系统热工安全研发设计提供了可靠的理论依据。
[0005]第一方面，本申请实施例提供一种准则确定方法，该准则确定方法包括：建立针对瞬变外力场下的反应堆堆芯热工安全准则的稳态瞬态分析数学物理模型；建立针对瞬变外力场的六自由度运动的三维空间加速度模型；根据稳态瞬态分析数学物理模型和三维空间加速度模型，确定瞬变外力场下的流动失稳和沸腾临界预测机理模型；根据流动失稳和沸腾临界预测机理模型，确定瞬变外力场下的反应堆堆芯热工安全准则；反应堆堆芯热工安全准则包括DNBR限值、堆芯出口过冷度限值、堆芯热通道出口含汽率限值中的至少一项。
[0006]在一些可能的实现方式中，在确定瞬变外力场下的反应堆堆芯热工安全准则之前，该准则确定方法还包括：获取瞬变外力场对反应堆堆芯热工安全的作用机制；
瞬变外力场对反应堆堆芯热工安全的作用机制，包括以下至少一项：对于闭式通道堆芯结构，第一出口含汽率限值随流量变化呈非单调影响，第一出口含汽率限值为在瞬变外力场及动态自反馈条件下的流动失稳边界所对应的出口含汽率限值；对于开式通道和闭式通道堆芯结构的堆芯冷却剂通道，在瞬变外力场及动态自反馈条件下的沸腾临界存在且唯一；确定瞬变外力场下的反应堆堆芯热工安全准则，包括：根据流动失稳和沸腾临界预测机理模型、瞬变外力场对反应堆堆芯热工安全的作用机制，确定反应堆堆芯热工安全准则。
[0007]在一些可能的实现方式中，建立针对瞬变外立场下的反应堆堆芯热工安全准则的稳态瞬态分析数学物理模型，包括：基于开式通道和闭式通道内的单相/两相流动传热计算模型、流动失稳触发机制模型及失稳边界计算关系式、和沸腾临界触发机制模型及临界计算关系式，建立针对瞬变外力场下的反应堆堆芯热工安全准则的稳态瞬态分析数学物理模型。
[0008]在一些可能的实现方式中，根据流动失稳和沸腾临界预测机理模型，确定瞬变外力场下的反应堆堆芯热工安全准则，包括：将目标参数输入至流动失稳和沸腾临界预测机理模型中，得到瞬变外力场下的流动失稳参数和沸腾临界参数；根据流动失稳参数和沸腾临界参数中的至少一项，确定反应堆堆芯热工安全准则；其中，目标参数为瞬变外力场下的强迫循环驱动和自然循环驱动工况下的第一热工参数。
[0009]在一些可能的实现方式中，反应堆堆芯热工安全准则包括DNBR限值；根据流动失稳参数和沸腾临界参数中的至少一项，确定反应堆堆芯热工安全准则，包括：根据流动失稳参数，确定瞬变外力场下的DNBR限值修正系数；根据DNBR限值修正系数，确定DNBR限值。
[0010]在一些可能的实现方式中，根据流动失稳参数，确定瞬变外力场内的DNBR限值修正系数，包括：根据流动失稳参数，确定微观影响因子和宏观影响因子中的至少一项；根据微观影响因子和宏观影响因子中的至少一项，确定DNBR限值修正系数；其中，微观影响因子可以为瞬变外力场下的通道内的CHF值与进出口参数相同的静止条件下的通道内的CHF值的比值；宏观影响因子可以为瞬变外力场下的流量对应的静止条件下的CHF值与静止条件的流量对应的静止条件下的CHF值的比值。
[0011]在一些可能的实现方式中，反应堆堆芯热工安全准则包括堆芯出口过冷度限值；根据流动失稳参数和沸腾临界参数中的至少一项，确定反应堆堆芯热工安全准则，包括：根据沸腾临界参数，确定考虑瞬变外力场对流动失稳边界的影响所留出的过冷度；根据考虑瞬变外力场对流动失稳边界的影响所留出的过冷度和目标参数信息，确
定堆芯出口过冷度限值；其中，考虑瞬变外力场对流动失稳边界的影响所留出的过冷度为：在设定运动参数及热工参数内确保原型反应堆系统流量稳定所需要的预留的最小出口过冷度；目标参数信息包括瞬变外力场对流动失稳边界的影响所预留的过冷度，以及以下至少一项：热工功率偏差、压力偏差、平均温度偏差所留出的过冷度、为可预期事件所留出的过冷度、其他因素影响所留出的过冷度。
[0012]在一些可能的实现方式中，根据考虑瞬变外力场对流动失稳边界的影响所留出的过冷度和目标参数信息，确定堆芯出口过冷度限值，包括：对热工功率偏差、压力偏差、平均温度偏差所留出的过冷度、为可预期事件所留出的过冷度以及其他因素影响所留出的过冷度求解均方根，得到第一过冷度；对第一过冷度与考虑瞬变外力场对流动失稳边界的影响所留出的过冷度进行求和，得到堆芯出口过冷度限值。
[0013]在一些可能的实现方式中，反应堆堆芯热工安全准则包括堆芯热通道出口含汽率限值；根据流动失稳参数和沸腾临界参数中的至少一项，确定反应堆堆芯热工安全准则，包括：根据沸腾临界参数，确定静止条件下动态自反馈条件下闭式通道堆芯热通道发生流动不稳定时的目标出口含汽率、和瞬变外力场条件对堆芯出口含汽率的目标影响因子；根据目标出口含汽率和目标影响因子，确定堆芯热通道出口含汽率限值。
[0014]在一些可能的实现方式中，根据沸腾临界参数，确定目标影响因子，包括：根据沸腾临界参数，确定各单一瞬变外力场条件对堆芯热通道出口含汽率限值的影响因子；根据各单一瞬变外力场条件对堆芯热通道出口含汽率限值的影响因子，确定目标影响因子。
[0015]在一些可能的实现方式中，根据沸腾临界参数，确定各单一瞬变外力场条件对堆芯热通道出口含汽率限值的影响因子，包括：根据沸腾临界参数，确定第i种单一瞬变外力场条件下动态自反馈条件下封式通道堆芯热通道发生流动不稳定时的第i出口含汽率，i本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种准则确定方法，其特征在于，包括：建立针对瞬变外力场下的反应堆堆芯热工安全准则的稳态瞬态分析数学物理模型；建立针对瞬变外力场的六自由度运动的三维空间加速度模型；根据所述稳态瞬态分析数学物理模型和所述三维空间加速度模型，确定瞬变外力场下的流动失稳和沸腾临界预测机理模型；根据所述流动失稳和沸腾临界预测机理模型，确定瞬变外力场下的反应堆堆芯热工安全准则；所述反应堆堆芯热工安全准则包括DNBR限值、堆芯出口过冷度限值、堆芯热通道出口含汽率限值中的至少一项。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述确定瞬变外力场下的反应堆堆芯热工安全准则之前，所述方法还包括：获取瞬变外力场对反应堆堆芯热工安全的作用机制；所述瞬变外力场对反应堆堆芯热工安全的作用机制，包括以下至少一项：对于闭式通道堆芯结构，第一出口含汽率限值随流量变化呈非单调影响，所述第一出口含汽率限值为在瞬变外力场及动态自反馈条件下的流动失稳边界所对应的出口含汽率限值；对于开式通道和闭式通道堆芯结构的堆芯冷却剂通道，在瞬变外力场及动态自反馈条件下的沸腾临界存在且唯一；所述确定瞬变外力场下的反应堆堆芯热工安全准则，包括：根据所述流动失稳和沸腾临界预测机理模型、所述瞬变外力场对反应堆堆芯热工安全的作用机制，确定所述反应堆堆芯热工安全准则。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立针对瞬变外立场下的反应堆堆芯热工安全准则的稳态瞬态分析数学物理模型，包括：基于开式通道和闭式通道内的单相/两相流动传热计算模型、流动失稳触发机制模型及失稳边界计算关系式、和沸腾临界触发机制模型及临界计算关系式，建立针对瞬变外力场下的反应堆堆芯热工安全准则的稳态瞬态分析数学物理模型。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述流动失稳和沸腾临界预测机理模型，确定瞬变外力场下的反应堆堆芯热工安全准则，包括：将目标参数输入至所述流动失稳和沸腾临界预测机理模型中，得到瞬变外力场下的流动失稳参数和沸腾临界参数；根据所述流动失稳参数和沸腾临界参数中的至少一项，确定所述反应堆堆芯热工安全准则；其中，所述目标参数为瞬变外力场下的强迫循环驱动和自然循环驱动工况下的第一热工参数。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述反应堆堆芯热工安全准则包括所述DNBR限值；所述根据所述流动失稳参数和沸腾临界参数中的至少一项，确定所述反应堆堆芯热工安全准则，包括：根据所述流动失稳参数，确定瞬变外力场下的DNBR限值修正系数；根据所述DNBR限值修正系数，确定所述DNBR限值。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述流动失稳参数，确定瞬变外
力场内的DNBR限值修正系数，包括：根据所述流动失稳参数，确定微观影响因子和宏观影响因子中的至少一项；根据所述微观影响因子和所述宏观影响因子中的至少一项，确定所述DNBR限值修正系数；其中，所述微观影响因子为瞬变外力场下的通道内的CHF值与进出口参数相同的静止条件下的通道内的CHF值的比值；所述宏观影响因子为瞬变外力场下的流量对应的静止条件下的CHF值与静止条件的流量对应的静止条件下的CHF值的比值。7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述反应堆堆芯热工安全准则包括所述堆芯出口过冷度限值；所述根据所述流动失稳参数和沸腾临界参数中的至少一项，确定所述反应堆堆芯热工安全准则，包括：根据所述沸腾临界参数，确定考虑瞬变外力场对流动失稳边界的影响所留出的过冷度；根据所述考虑瞬变外力场对流动失稳边界的影响所留出的过冷度和目标参数信息，确定所述堆芯出口过冷度限值；其中，所述考...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄彦平，刘文兴，袁德文，王艳林，岳倪娜，昝元锋，徐建军，彭传新，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：