[发明专利]一种核电厂容控箱氮吹扫效率优化方法有效

专利信息
申请号: 201910126006.6 申请日: 2019-02-20
公开(公告)号: CN109858175B 公开(公告)日: 2023-06-09
发明(设计)人: 刘秦飞;洪益群;张钊;吴天华;圣国龙;何继强;孙开宝;王树强;沈荣发;李明钢;张勇;沙洪伟;李广锋 申请(专利权)人: 苏州热工研究院有限公司;岭澳核电有限公司;中国广核电力股份有限公司;中国广核集团有限公司
主分类号: G06F30/20 分类号: G06F30/20
代理公司: 深圳市顺天达专利商标代理有限公司 44217 代理人: 郭伟刚;张蓉
地址: 215004 江苏*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 核电厂 容控箱氮吹扫 效率 优化 方法
【权利要求书】:

1.一种核电厂容控箱氮吹扫效率优化方法,其特征在于,所述方法包括:

建立容控箱氮吹扫系统的几何模型,包括:参考既有容控箱氮吹扫系统,利用三维几何建模软件建立完整的几何模型,对所述几何模型进行简化,简化后的几何模型的流体区域包括从氮气减压阀到容控箱之间的氮气入口管段、容控箱本体的气空间、从容控箱到背压控制阀之间的排气出口管段;

对所述几何模型进行网格划分,包括:将所述几何模型中的连续气体管段与箱体拆分,对所述管段采用六面体结构化网格类型,对不规则的箱体采用四面体非结构化网格类型;

将划分后的网格导入计算流体力学软件并建立所述容控箱氮吹扫系统的仿真计算基准模型,包括:将网格导入计算流体力学软件中并选择具体的计算模型以得到所述仿真计算基准模型,包括采用压力基求解器求解离散方程,压力速度耦合方式采用PISO算法,容控箱内的气体流动采用可实现的k-ε两方程湍流模型,容控箱中射流氮气与空气无反应的物质混合选用组分输运模型;设定所述仿真计算基准模型的边界值,包括设定进口压力值、设定排气口压力值以及设定管道壁面和容控箱壁面的阻力特性;对建立的网格进行网格无关性验证,并在验证不通过时通过逐渐加密网格的方式直至验证通过;其中,所述的进行网格无关性验证包括:对所述仿真计算基准模型计算流体区域的稳态湍流强度,若计算结果趋于稳定,则判定网格无关性验证通过;

基于所述仿真计算基准模型对影响氮吹扫效率的关键因素的参数值分别进行优化,所述关键因素包括容控箱几何结构参数和容控箱运行参数,包括:依次单独对每一个关键因素进行优化得到每一个关键因素的最佳值,且在对每一个关键因素的优化时都是在其他已经优化过的关键因素均取最佳值的基础上进行;所述的对每一个关键因素进行优化得到每一个关键因素的最佳值,包括:将当期待优化的关键因素取一组实验数值,基于所述仿真计算基准模型对同一个工况进行对应的一组仿真实验,根据所述一组仿真实验得到的一组残余氧含量数据确定当期待优化的关键因素的最佳值。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:在对影响氮吹扫效率的关键因素的参数值分别进行优化之前,预先对所述仿真计算基准模型的正确性进行验证,如果验证不通过,则对所述仿真计算基准模型进行调整直至验证通过。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述的对所述仿真计算基准模型的正确性进行验证,包括:

获取核电厂现场既有的容控箱氮吹扫系统或者容控箱吹扫简化试验平台在预定工况中的关键特征量的测量数据,所述关键特征量包括流场分布特征和残余氧含量随时间变化;

利用所述仿真计算基准模型仿真所述预定工况以得到所述关键特征量的仿真数据;

比较所述仿真数据和所述测量数据,如果两者的差值在合理波动范围内,则判定所述仿真计算基准模型的正确性验证通过,否则验证不通过。

4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述的对所述仿真计算基准模型进行调整,包括以下任一项或者任意项的组合:

对于过度简化或不合理的边界条件进行调整;

对所述计算模型进行调整;

保留所述几何模型之前被过度简化的结构。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

在对任一影响所述仿真计算基准模型的关键因素的任一实验数值进行仿真实验时,若当前待优化的几何结构参数的当前的实验数值与所述仿真计算基准模型中的当前待优化的几何结构参数的取值不同,需参照所述仿真计算基准模型的建模过程建立新的仿真计算模型,并利用新的仿真计算模型进行本次的仿真实验;其中,新的仿真计算模型中的当前待优化的关键因素取当前的实验数值,其他参数与所述仿真计算基准模型的对应参数保持一致。

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