本發(fā)明屬于核電領(lǐng)域，具體涉及一種反應(yīng)堆chf評估方法及計算裝置。

背景技術(shù)：

1、在堆芯具有液態(tài)回路的核電設(shè)置中，冷卻介質(zhì)通過燃料元件表面發(fā)生熱交換以帶走燃料元件所產(chǎn)生的熱量。當燃料元件表面的熱流密度(熱通量)升高到一定程度，液態(tài)冷卻介質(zhì)會在燃料元件表面局部氣化轉(zhuǎn)變?yōu)闅馀莅l(fā)生泡核沸騰；而當熱流密度進一步升高，氣泡之間相互連接成為覆蓋部分表面的氣膜則進入膜態(tài)沸騰現(xiàn)象。由于氣膜的傳熱能力較差，燃料元件表面出現(xiàn)氣膜會導(dǎo)致溫度迅速升高進而引起燃料元件燒毀，此時的熱流密度稱為臨界熱流密度(critical?heat?flux,chf)。在壓水堆中，chf值是重要的限制性熱工參數(shù)。目前，燃料元件表面沸騰狀態(tài)的轉(zhuǎn)變主要依賴于chf試驗，但chf的發(fā)生時刻主要由人工通過觀察加熱棒溫度-時間曲線選取，效率低隨機性大，容易高估或低估chf值。因此，提供一種準確的chf評估方法對于提高反應(yīng)堆安全管理水平具有積極意義。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于，提供一種反應(yīng)堆chf評估方法，提高chf發(fā)生時刻與chf值的評估準確性。本發(fā)明還提供一種反應(yīng)堆chf評估計算裝置。

2、根據(jù)本發(fā)明一個方面的實施例，提供一種反應(yīng)堆chf評估方法，該方法包括以下步驟：

3、步驟a)：提供chf試驗裝置中多個試驗點的溫度曲線，并根據(jù)所述試驗點的溫度曲線計算試驗點升溫速率，其中所述試驗點包括試驗工況下所有存在發(fā)生chf風險的位置；

4、步驟b)：將所述試驗點升溫速率數(shù)據(jù)繪制為升溫速率曲線，并對所述升溫速率曲線進行滑動平均處理；

5、步驟c)：確定升溫速率閾值，在所有所述試驗點升溫速率曲線中搜索超過所述升溫速率閾值的時刻作為chf時刻；

6、步驟d)：選取最早的所述chf時刻作為特征時刻，以所述特征時刻升溫速率超過所述升溫速率閾值的試驗點作為特征點位；

7、步驟e)：確定所述特征時刻下的流體條件，并計算所述特征時刻的熱流密度。

8、該方法能夠通過量化的方式確定chf的發(fā)生時刻與具體chf值，提高了chf評估準確性，消除了人工判斷的誤差，便于自動化處理。

9、進一步地，在部分實施例中，所述步驟a)中，升溫速率的計算方法為：dt＝(t2-t1)/δt，其中dt為升溫速率，t1與t2為所述溫度曲線上間隔δt的兩個時刻的溫度。

10、進一步地，在部分實施例中，所述步驟b)中，所述滑動平均處理采用10-100個數(shù)據(jù)點進行計算。

11、進一步地，在部分實施例中，所述步驟c)中，所述升溫速率閾值為0.1℃/s-10℃/s。

12、進一步地，在部分實施例中，所述步驟e)中，所述特征時刻的熱流密度的計算方法為：pchf＝f(z)q/a，其中pchf為所述特征時刻的熱流密度，f(z)為所述特征點位的軸向功率因子，z為所述特征點位的軸向位置，q為所述特征點位所在的所述chf試驗裝置的加熱棒的總功率，a為所述加熱棒的發(fā)熱段面積。

13、進一步地，在部分實施例中，所述流體條件包括入口流體溫度、質(zhì)量流速和出口壓力。

14、進一步地，在部分實施例中，所述試驗點包括試驗工況下所有存在發(fā)生chf風險的位置，所述chf試驗裝置的每個加熱棒上至少軸向設(shè)置有4個測點。

15、進一步地，在部分實施例中，所述反應(yīng)堆chf評估方法用于壓水堆chf評估。

16、根據(jù)本發(fā)明另一個方面的實施例，提供一種反應(yīng)堆chf評估計算裝置，該裝置包括存儲器與處理器，其中，所述存儲器存儲有計算程序，當所述計算程序被所述處理器執(zhí)行時，能夠?qū)嵤┣笆鋈我粚嵤├兴峁┑姆磻?yīng)堆chf評估方法。

技術(shù)特征：

1.一種反應(yīng)堆chf評估方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)堆chf評估方法，其特征在于，所述步驟a)中，升溫速率的計算方法為：dt＝(t2-t1)/δt，其中dt為升溫速率，t1與t2為所述溫度曲線上間隔δt的兩個時刻的溫度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的反應(yīng)堆chf評估方法，其特征在于，所述步驟b)中，所述滑動平均處理采用10-100個數(shù)據(jù)點進行計算。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的反應(yīng)堆chf評估方法，其特征在于，所述步驟c)中，所述升溫速率閾值為0.1℃/s-10℃/s。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的反應(yīng)堆chf評估方法，其特征在于，所述步驟e)中，所述特征時刻的熱流密度的計算方法為：pchf＝f(z)q/a，其中pchf為所述特征時刻的熱流密度，f(z)為所述特征點位的軸向功率因子，z為所述特征點位的軸向位置，q為所述特征點位所在的所述chf試驗裝置的加熱棒的總功率，a為所述加熱棒的發(fā)熱段面積。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的反應(yīng)堆chf評估方法，其特征在于，所述流體條件包括入口流體溫度、質(zhì)量流速和出口壓力。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的反應(yīng)堆chf評估方法，其特征在于，所述試驗點包括試驗工況下所有存在發(fā)生chf風險的位置，所述chf試驗裝置的每個加熱棒上至少軸向設(shè)置有4個測點。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的反應(yīng)堆chf評估方法，其特征在于，所述反應(yīng)堆chf評估方法用于壓水堆chf評估。

9.一種反應(yīng)堆chf評估計算裝置，包括存儲器和處理器，其特征在于，所述存儲器存儲有計算程序，當所述計算程序被所述處理器執(zhí)行時，能夠?qū)嵤┤鐧?quán)利要求1至8中任一項所述的反應(yīng)堆chf評估方法。

技術(shù)總結(jié)
一種反應(yīng)堆CHF評估方法：提供CHF試驗裝置多個試驗點的溫度曲線，根據(jù)溫度曲線計算試驗點的升溫速率，試驗點包括所有存在發(fā)生CHF風險的位置；繪制升溫速率曲線并進行滑動平均處理；篩選所有升溫曲線中升溫速率超出給定升溫速率閾值的CHF時刻，并確定最早的CHF時刻作為特征時刻；確定特征時刻下的流體條件，并計算特征時刻的熱流密度，得到CHF值。該方法能夠通過定量計算確定CHF的發(fā)生時刻與CHF值，提高反應(yīng)堆CHF評估的效率與準確性。本發(fā)明還提供一種反應(yīng)堆CHF評估計算裝置。

技術(shù)研發(fā)人員：張朝柱,牛強,楊萍,干富軍,丁捷,金大力,劉曦
受保護的技術(shù)使用者：上海核工程研究設(shè)計院股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2