[发明专利]一种核反应堆重力型非能动安注设备特性的模拟方法

权利要求书

1.一种核反应堆重力型非能动安注设备特性的模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、获得模拟准则数：

a1)、根据质量守恒方程和能量守恒方程获得对安注过程进行描述的公式：

式中，A_E为安注管线出口流通截面积，A_T为安注设备流通截面积，Π_TE为摩擦数，ΔP为静压差，ρ_l为流体密度，L为液位，g为重力加速度，M为流体质量，t为时间；

b1)、考虑重力型非能动安注设备的特性对步骤1)获得的公式进行简化，令ΔP＝0，M＝ρ_lA_TL，(A_E/A_T)²≈0，获得简化公式：

c1)、引入无量纲参数将步骤2)获得的公式进行无量纲化得到无量纲方程：

其中，无量纲参数为：

式中，L⁺为无量纲液位，t⁺为无量纲时间，M⁺为无量纲质量，L₀为无量纲初始液位，M₀为无量纲初始质量，W₀为无量纲初始质量流速；

将无量纲方程解析得到：

式中，0≤L⁺≤1，0≤t⁺≤2；

通过步骤1)获得的公式得到重力驱动型非能动设备初始安注流速的表达式：

d1)、获得非能动安注模拟需要满足的模拟准则数：

密度比准则数：ρ_lR＝1，时间比准则数：摩擦数：液位比准则数：

式中，L_R为液位比，d为直径，K为局部形阻系数，f为摩擦系数，l为管道长度；

2)、根据试验装置与原型设备相似性的原则，确保试验装置与原型设备的模拟准则数相同，根据模拟准则数的要求，获得试验装置主要参数的模拟比例，进而获得所有设备尺寸和结构参数的模拟比例；

3)、在满足压力容器、非能动安注设备和安注管线等比例缩小的前提下，根据模拟比例和等高模拟的要求设置试验装置和参数控制，依次满足试验装置与原型密度比准则数相似、液位比准则数相似、时间比准则数相似、摩擦数相似和初始速度相似。

2.根据权利要求1所述的一种核反应堆重力型非能动安注设备特性的模拟方法，其特征在于，试验装置采用与原型相同的运行压力、温度和相同流体工质；实现试验装置采用的物性与原型一致，以满足密度比准则数相似：ρ_lR＝1。

3.根据权利要求1所述的一种核反应堆重力型非能动安注设备特性的模拟方法，其特征在于，试验装置的非能动安注设备的高度与原型一致，确保L_R＝1、L₀＝1，以满足液位比准则数相似：

4.根据权利要求1所述的一种核反应堆重力型非能动安注设备特性的模拟方法，其特征在于，在液位比准则数相似后，同时满足以满足时间比准则数相似：

5.根据权利要求1所述的一种核反应堆重力型非能动安注设备特性的模拟方法，其特征在于，通过控制安注管线上阀门的局部形阻K，以满足摩擦数相似：

6.根据权利要求1所述的一种核反应堆重力型非能动安注设备特性的模拟方法，其特征在于，满足L₀＝1、后，带入重力驱动型非能动设备初始安注流速的表达式，获得初始速度相似：u₀＝1。