[发明专利]铅水反应中铅铋合金凝固时间确定方法及装置

权利要求书

1.一种铅水反应中铅铋合金凝固时间确定方法，其特征在于，包括：

获取铅水反应中计算铅铋合金凝固时间的特性热焓方程以及影响所述铅铋合金凝固时间的主导因素；

获取铅水反应工况下所述主导因素的取值；其中，所述主导因素包括铅铋合金与水的温差、水流喷射初始速度和注水管径；

将所述主导因素的取值输入所述特征热焓方程，计算得到所述铅水反应工况下所述铅铋合金的凝固时间；其中，当所述凝固时间大于零时确定所述铅铋合金会出现凝固，当所述凝固时间小于零时确定所述铅铋合金不会出现凝固。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

基于预设的传热分析算法确定铅水反应中计算所述铅铋合金凝固时间的特性热焓方程。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于预设的传热分析算法确定铅水反应中计算所述铅铋合金凝固时间的特性热焓方程的步骤，包括：

基于热焓法对零维的非稳态凝固过程中能量和温度仅随时间变化情况下的凝固换热过程进行计算，得到零维系统内的凝固时间热焓方程；

基于所述零维系统内的凝固时间热焓方程确定宏观尺度下铅水反应中铅铋合金凝固时间的特性热焓方程。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述零维系统内的凝固时间热焓方程确定宏观尺度下铅水反应中铅铋合金凝固时间的特性热焓方程的步骤，包括：

基于所述零维系统内的凝固时间热焓方程确定实际铅水反应中微元的固化时间特性热焓方程；

基于控制变量法对所述微元的固化时间特性热焓方程进行宏观验证，得到宏观尺度下铅水反应中铅铋合金凝固时间的特性热焓方程以及影响铅铋合金凝固时间的外部因素中的主导因素。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于控制变量法对所述微元的固化时间特性热焓方程进行宏观验证的步骤，包括：

基于控制变量法将所述微元的固化时间特性热焓方程中的所述外部参数转变为方程参数，基于预设仿真软件对所述外部参数进行插值分布以及批量仿真，以得到各外部因素对应的凝结核出现时间；

基于各所述外部因素对应的凝结核出现时间的相对变化值，从所述外部因素中筛选出所述主导因素。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述外部因素包括：铅铋合金与水的温差、水流喷射初始速度、注水管径、壁温、铅铋合金组分、初始压力、反应域尺寸和喷射背压。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述特性热焓方程为：

其中，t′_{solidification}为所述凝固时间，A_injection为所述注水管径，v_injection为所述水流喷射初始速度，T_lbe，ave为初始铅铋合金的平均温度，T_water，ave为注入水的平均温度，ρ_w为水的密度，h_f，ave为平均对流换热系数，C′_SGTR为所述特性热焓方程的特征常数，m_t为参与变相过程材料的质量，Δh为凝固变相潜热。

8.一种铅水反应中铅铋合金凝固时间确定装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取铅水反应中计算铅铋合金凝固时间的特性热焓方程以及影响所述铅铋合金凝固时间的主导因素；

第二获取模块，用于获取铅水反应工况下所述主导因素的取值；其中，所述主导因素包括铅铋合金与水的温差、水流喷射初始速度和注水管径；

计算模块，用于将所述主导因素的取值输入所述特征热焓方程，计算得到所述铅水反应工况下所述铅铋合金的凝固时间；其中，当所述凝固时间大于零时确定所述铅铋合金会出现凝固，当所述凝固时间小于零时确定所述铅铋合金不会出现凝固。