【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要涉及核电反应堆，尤其涉及一种非均匀功率分布棒束chf试验件的建模方法及chf预测方法。
技术介绍
1、临界热流密度（critical heat flux，简称“chf”）是指沸腾传热机理发生变化从而导致发热元件表面传热恶化时单位时间单位表面积传递的热量，是燃料组件的关键热工性能参数，同时也是反应堆安全相关的重要限制性热工参数，其大小直接影响反应堆的安全性和经济性。
2、chf试验通常以表征真实燃料组件格架设计特征的小比例格架和模拟燃料棒的电加热棒组装而成的棒束试验件为对象，在高温、高压试验回路中开展不同压力、冷却剂入口流量、冷却剂入口温度等工况下的试验，获得加热棒表面发生传热恶化时的chf值。chf试验用加热棒为关键试验件，电加热棒电阻的轴向和径向分布形式直接影响其各个位置的发热量。对于壁厚均匀的电加热棒而言，其电阻沿轴向和径向是均匀的，故各个位置的发热量也基本相同。然而，实际上真实的燃料棒沿轴向的发热量是非均匀的，需要沿长度方向改变电加热棒的电阻，使其沿长度方向按一定的趋势变化，从而实现非均匀功率分布。
3、采用非均匀功率分布的电加热棒开展chf试验的难点之一是合理的布置温度监测点，温度监测点的合理性直接关系试验的成功与否。因此温度监测点应布置在根据chf预测关系式或子通道分析程序预测的可能发生chf现象的位置。然而，chf预测关系式通常根据chf试验数据开发，且有明确的参数适用范围。在开展chf试验之前，一般而言，通常基于子通道分析程序建立chf试验子通道分析模型，对燃料组件chf特性进
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是提供一种非均匀功率分布棒束chf试验件的建模方法及chf预测方法，解决缺少针对非均匀功率分布棒束chf试验件的建模方法的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种非均匀功率分布棒束chf试验件的建模方法，包括：
3、（1） 确定非均匀功率分布棒束chf试验件的几何参数，所述几何参数包括加热棒规格及数量、格架规格及数量和流道规格尺寸；
4、（2） 径向通道划分，基于试验本体流道与棒束的横截面，将各个流道划分为不同类型通道，通道类型包括典型栅元和非典型栅元；
5、（3） 轴向节块划分，基于非均匀功率分布棒束chf试验件的实际加热段长度，以加热段起始点为0标高，沿轴向换分为多个区域和多个节块；
6、（4） 确定通道几何参数，确定各个类型通道的流通面积、润湿周长、加热周长、相连通道间隙宽度和中心距；
7、（5） 确定加热功率分布，在加工完成后实测每根加热棒的电阻，进而计算获得非均匀功率分布棒束chf试验件相对应的径向功率因子、轴向功率因子、加热棒与子通道的连接关系；
8、（6） 确定工况范围，所述工况范围包括压力、温度、流量和功率范围；
9、（7） 选取两相流模型；
10、（8） 确定湍流交混系数；
11、（9） 确定流动阻力系数，所述流动阻力系数包括湍流轴向阻力系数、湍流横向阻力系数、层流轴向阻力系数和层流横向阻力系数；
12、（10）确定格架位置，确定格架阻力系数与对应标高。
13、可选地，选取两相流模型包括：两相流模型采用levy过冷模型、均匀体积沸腾模型以及均匀两相阻力因子。
14、可选地，确定湍流交混系数包括：为了chf预测值的保守性，湍流交混系数取光棒区对应的数值，湍流交混因子保守取0。
15、可选地，确定流动阻力系数包括：湍流轴向阻力系数取 f1=0.184re-0.2，所述层流轴向阻力系数取 f2=64.0re-1.0，湍流横向阻力系数和层流横向阻力系数都取kg=2.66rel-0.2。。
16、可选地，所述非典型栅元包括冷壁栅元、边栅元和角栅元。
17、可选地，计算所述边栅元和所述角栅元的润湿周长时考虑该栅元内试验本体流道的润湿周长。
18、可选地，所述加热棒规格及数量包括电加热棒数量、类型、每种类型的电加热棒的分布位置、每种类型的电加热棒的基本几何参数。
19、可选地，所述电加热棒的基本几何参数包括电加热棒的外径、长度、栅距、与流道内壁面的间隙。
20、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种chf预测方法，包括：
21、采用如上所述的建模方法构建chf试验件模型；
22、将加热功率分布输入所述chf试验件模型，获得非均匀功率分布棒束chf预测参数。
23、可选地，所述chf预测参数包括：chf值、含气率、chf发生位置以及chf预分析工况的有效性。
24、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
25、本专利技术提供一种非均匀功率分布棒束chf试验件的建模方法及chf预测方法。非均匀功率分布棒束chf试验件的建模方法主要包括10个步骤：确定燃料棒束几何参数、径向通道划分、轴向节块划分、确定通道几何参数、确定加热功率分布、确定工况范围、选取两相流模型、确定湍流交混系数、确定流动阻力系数、确定格架位置，本专利技术提出了针对非均匀功率分布棒束chf试验件完整、系统的子通道建模方法，能够更加准确的预测非均匀功率分布棒束chf参数；本专利技术的chf预测方法能够更加准确的预测非均匀功率分布棒束chf，并可以根据chf预测值对chf试验的工况设置和热电偶布置方案提供必要的指导和数据支撑，对于保障非均匀功率分布棒束chf试验的顺利开展具有重要价值。
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1.一种非均匀功率分布棒束CHF试验件的建模方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的建模方法，其特征在于，选取两相流模型包括：
3.如权利要求1所述的建模方法，其特征在于，确定湍流交混系数包括：
4.如权利要求1所述的建模方法，其特征在于，确定流动阻力系数包括：
5.如权利要求1所述的建模方法，其特征在于，所述非典型栅元包括冷壁栅元、边栅元和角栅元。
6.如权利要求5所述的建模方法，其特征在于，计算所述边栅元和所述角栅元的润湿周长时考虑该栅元内试验本体流道的润湿周长。
7.如权利要求1所述的建模方法，其特征在于，所述加热棒规格及数量包括电加热棒数量、类型、每种类型的电加热棒的分布位置、每种类型的电加热棒的基本几何参数。
8.如权利要求7所述的建模方法，其特征在于，所述电加热棒的基本几何参数包括电加热棒的外径、长度、栅距、与流道内壁面的间隙。
9.一种CHF预测方法，其特征在于，包括：
10.如权利要求9所述的CHF预测方法，其特征在于，所述CHF预测参数包括：CHF
...【技术特征摘要】
1.一种非均匀功率分布棒束chf试验件的建模方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的建模方法，其特征在于，选取两相流模型包括：
3.如权利要求1所述的建模方法，其特征在于，确定湍流交混系数包括：
4.如权利要求1所述的建模方法，其特征在于，确定流动阻力系数包括：
5.如权利要求1所述的建模方法，其特征在于，所述非典型栅元包括冷壁栅元、边栅元和角栅元。
6.如权利要求5所述的建模方法，其特征在于，计算所述边栅元和所述角栅元的润湿周长时考虑该栅元内试验本体流...
【专利技术属性】
技术研发人员：施伟，刘帅，任冰，刘展，干富军，许志红，秦慧敏，张迪，姚凯文，董思莹，潘文安，刘镝，邹家懋，孙明军，亓传刚，
申请(专利权)人：上海核工程研究设计院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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