[发明专利]核反应堆中模拟流体流动及计算燃料组件机械形变的方法

摘要

本发明涉及一种模拟核反应堆的容器内的流体流动的模拟方法。所述反应堆包括所述容器内的堆芯，所述堆芯包括下板、上板以及在所述下板与所述上板之间的燃料组件，并且具有由对应于所述板的第一界面和第二界面沿轴向界定的容积。所述方法包括分别基于在第一界面和第二界面中的流体的速度或压力的初始值，并且使用质量平衡方程、动量平衡方程和能量平衡方程，来计算针对所述堆芯容积的流体的压力和速度。该方法包括确定所述容器内的附加容积，所述附加容积在所述堆芯容积的外部并且轴向地位于所述堆芯容积的一端处，所述附加容积在轴向上由两个界面来界定，这两个界面之一为第一界面或第二界面；以及基于在所述附加容积的所述界面之一中的速度或压力的初始值并且利用所述方程，来计算针对所述附加容积的流体的压力和速度。

主权项

一种用于模拟核反应堆(10)的容器(11)内的流体流动的方法，所述核反应堆(10)包括所述容器(11)和位于所述容器(11)内的堆芯(12)，所述容器(11)包括流体入口孔(39A)和流体出口孔(39B)，所述堆芯(12)包括下板(41A)、上板(41B)以及核燃料组件(40)，所述核燃料组件(40)在所述下板(41A)与所述上板(41B)之间沿轴方向(Z)延伸，所述堆芯(12)具有由第一界面和第二界面沿轴向(Z)界定的堆芯容积(VolC)，所述第一界面和所述第二界面分别对应于所述下板(41A)和所述上板(41B)，所述流体能够在所述堆芯(12)内在所述核燃料组件(40)之间流动，所述方法包括下列步骤：对于所述堆芯容积(VolC)，利用所述流体的流体质量平衡方程、动量平衡方程和能量平衡方程，由所述第一界面中所述流体的速度(V)或压力(P)的初始值以及所述第二界面中所述流体的速度(V)或压力(P)的初始值，来计算(120、130)所述流体的压力(P)和所述流体的速度(V)的分量；其中，所述方法进一步包括以下步骤：确定(100)所述容器(11)内的至少一个附加容积(VolPI、VolPS)，所述附加容积(VolPI、VolPS)在所述堆芯容积(VolC)的外部并且位于所述堆芯容积(VolC)沿轴向(Z)的端部之一处，所述附加容积(VolPI、VolPS)由两个界面沿轴向(Z)来界定，所述附加容积(VolPI、VolPS)的所述两个界面之一是所述第一界面或所述第二界面；对于所述附加容积(VolPI、VolPS)，利用所述流体的质量平衡方程、动量平衡方程和能量平衡方程，由在所述附加容积(VolPI、VolPS)的所述界面之一中的速度(V)或压力(P)的初始值以及在所述附加容积(VolPI、VolPS)的所述界面的另一界面中的速度(V)或压力(P)的初始值，来计算(110、140)所述流体的压力(P)和所述流体的速度(V)的分量；以及首先对所述附加容积(VolPI、VolPS)和所述堆芯容积(VolC)中的第一容积完成所述流体的压力(P)和所述流体的速度(V)的分量的计算，随后，对所述附加容积(VolPI、VolPS)和所述堆芯容积(VolC)中的第二容积计算所述流体的压力(P)和所述流体的速度(V)的分量，则在所述附加容积(VolPI、VolPS)和所述堆芯容积(VolC)共享的界面处的与所述第二容积相关的计算步骤中的速度(V)或压力(P)的初始值为之前计算出的所述第一容积的所述界面处的速度(V)和压力(P)中对应变量的值。