实验目的

1. 熟悉临界热流密度预测程序使用方法;

2. 掌握临界热流密度预测程序输入卡的编写方法;

3. 掌握临界热流密度预测程序调试方法;

4. 开展临界热流密度的计算分析。




实验原理

该临界热流密度预测程序通过求解质量、动量、能量守恒方程及辅助方程获得流道内压力、温度、空泡份额及液膜厚度等参数,根据壁面温度判断是否发生沸腾临界(CHF),进而确定各个计算工况下的CHF值。

程序基于微液层蒸干机理,建立了DNB型临界热流密度预测模型,通过对计算对象系统及各个部件和设备建立数学物理模型,开始初始化稳态计算,将稳态的计算结果作为瞬态计算的初始条件,将各方程转化为求解微分方程的初值问题,设置瞬态求解时间步长等参数,开始系统各参数的微分方程导数计算,调用吉尔算法进行动态求解,达到设定的计算时间时,计算结束,输出计算结果。

程序计算流程如图1所示。对于给定的系统参数,计算时先假设一个初始的热流密度值qm,计算出自然循环系统的热工水力特性,传递参数给沸腾临界计算模型作为输入条件,然后计算δUBLB等参数,最后计算临界热流密度值qDNB,当计算得到的qDNB与假设的qm之差小于设定的误差时,则达到收敛;否则改变qm值并重新迭代直到收敛。

                                             

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1 基于微液层蒸干模型的DNBCHF计算流程图




实验仪器设备

实验为仿真实验,仿真程序需在Windows 7及以上系统上运行。




实验材料

临界热流密度预测程序。




实验教学方法

1. 掌握临界热流密度预测程序输入卡编写方法;

2. 掌握临界热流密度预测程序运行方法;

3. 掌握临界热流密度预测程序输出结果处理方法;




实验方法与步骤

1. 确定研究对象,对研究对象进行建模,确定对象回路系统部件,如管道、SG、泵部件等;

2. 学习程序中各部件输入卡的编写方法,并对所研究对象包含的部件编写输入卡;

3. 学习程序运行方法并对写好的输入卡进行初步的稳态计算;

4. 在稳态计算的基础上进行临界热流密度计算与分析。




实验结果与结论要求

实验结果为临界热流密度预测程序的输出文件,其中包含了临界热流密度(CHF)与流量等的关系,同时也包括计算瞬态过程参数,如流量、压力、温度等参数随时间的变化关系。学生应掌握对输出文件进行处理分析的方法,学会绘制各参数随时间变化曲线。




实验考核要求

1. 掌握临界热流密度预测程序输入卡编写方法;

2. 掌握临界热流密度预测程序运行方法;

3. 掌握临界热流密度预测程序输出结果处理方法;




面向学生要求

进行该项实验的学生应具备以下要求:

1. 熟悉核反应堆热工水力分析;

2. 熟悉临界热流密度的分类及相应的判断标准。