[发明专利]池式快堆多热阱并行冷却三维CFD与系统程序耦合分析方法

权利要求书

1.一种池式快堆多热阱并行冷却三维CFD与系统程序耦合分析方法，池式快堆包括快堆主回路和冷却回路，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、对主回路中的设备本体进行三维模型建模，对主回路热交换器流体域、实现主回路与冷却回路之间传热的换热管道以及冷却回路模型在一维系统程序中进行建模；

步骤二、编译一维系统程序动态数据库，所述一维系统程序动态数据库用于存储并计算冷却回路模型的换热功率；编写UDF，所述UDF用于获取主回路热交换器三维模型入口温度和流量；

步骤三、利用UDF在Fluent三维计算程序中实时计算获取主回路热交换器三维模型入口温度和流量，并调用所述一维系统程序动态数据库，利用一维系统程序根据主回路热交换器三维模型入口温度和流量对热交换器的换热功率进行计算，并更新所述一维系统程序动态数据库；

步骤四、UDF调用一维系统程序动态数据库，并将所述换热功率作为主回路和冷却回路之间的换热边界条件，回传至Fluent三维计算程序，进行池式快堆主回路的热工水力瞬态计算。

2.根据权利要求1所述的池式快堆多热阱并行冷却三维CFD与系统程序耦合分析方法，其特征在于，所述步骤一包括：对主回路与冷却回路换热边界相关的设备本体进行三维模型建模，所述设备本体包括堆芯、主泵、独立热交换器壳体、中间热交换器壳体及堆内相关支承构件。

3.根据权利要求1所述的池式快堆多热阱并行冷却三维CFD与系统程序耦合分析方法，其特征在于，所述步骤三包括：

一维系统程序根据接收的主回路热交换器三维模型入口流量和温度计算冷却回路的流量；

计算出主回路热交换器流体域以及冷却回路的出口温度；

根据计算出的温度以及流量信息获取热交换器的换热功率；

其中，所述热交换器包括中间热交换器和独立热交换器。

4.根据权利要求1所述的池式快堆多热阱并行冷却三维CFD与系统程序耦合分析方法，其特征在于，所述步骤三中对所述一维系统程序动态数据库进行更新的步骤包括：

在UDF及一维系统程序动态数据库中定义一个参数QCFD，即换热功率；

在耦合计算时QCFD的值先传递至一维系统程序动态数据库中，在一维系统程序动态数据库中被计算出的更新值覆盖然后传回UDF中；

在UDF中将更新的QCFD值赋值给Q用于步骤四的边界条件更新。

5.根据权利要求1所述的池式快堆多热阱并行冷却三维CFD与系统程序耦合分析方法，其特征在于，所述池式快堆回路的热工水力瞬态计算值包括：堆芯、独立热交换器、中间热交换器、主泵和堆内相关支承构件区域的参数三维分布，包括：温度分布、流速分布、压力分布。

6.根据权利要求1所述的池式快堆多热阱并行冷却三维CFD与系统程序耦合分析方法，其特征在于，所述一维系统程序根据主回路热交换器三维模型入口温度和流量进行计算的一维结果包括：主回路热交换器换热功率、冷却回路流量、主回路热交换器流体域以及冷却回路的出口温度。

7.根据权利要求1所述的池式快堆多热阱并行冷却三维CFD与系统程序耦合分析方法，其特征在于，所述步骤四之后还包括验证校核耦合计算结果的步骤：

一维系统程序根据主回路热交换器流体域模型，计算得到一维系统程序中主回路热交换器流体域出口温度；

将一维系统程序计算出的主回路热交换器流体域出口温度与步骤四中Fluent三维计算程序计算出的主回路热交换器三维模型的出口温度进行对比，即完成验证耦合计算效果。