δ^為克羅內(nèi)克符號(hào)(deltadeKronecker)。
[0133] 將封閉方程代入到這些方程中,其中,封閉方程提供以下流體特征:在所研究的容 積的所有點(diǎn)處的密度、粘度、比熱、傳導(dǎo)率和壓縮率。
[0134]與前述質(zhì)量平衡、動(dòng)量平衡和能量平衡相關(guān)的計(jì)算模型也被稱為詳細(xì)模型。
[0135] 可替代地,例如假設(shè)流體為不可壓縮的牛頓流體,則P和μ是常數(shù),計(jì)算流體的 速度V和壓力Ρ的分量。
[0136] 此外,在正常運(yùn)行情況下,核反應(yīng)堆中的液壓轉(zhuǎn)換相對(duì)較慢,可忽略該液壓轉(zhuǎn)換, 然后依照一系列的周期性永久狀態(tài)來(lái)完成液壓計(jì)算,在這種情況下,納維斯托克斯方程被 寫為:
[0139] 其中,μ表示流體的動(dòng)態(tài)粘度,其被假定為常數(shù)。
[0140]與納維斯托克斯方程相關(guān)的計(jì)算模型也稱為半詳細(xì)模型,這是因?yàn)榧{維斯托克斯 方程是使用經(jīng)牛頓流體驗(yàn)證的前述假設(shè),通過(guò)前述的質(zhì)量平衡、動(dòng)量平衡和能量平衡方程 得到的。
[0141] 在步驟110期間,在整個(gè)附加容積VolPI±,尤其是針對(duì)第一界面計(jì)算流體的速度 V和壓力P的分量以在隨后的步驟120中對(duì)堆芯容積Volc的流體的速度V和壓力P的分量 進(jìn)行計(jì)算。
[0142] 流體從上游附加容積VolPI流向堆芯容積Volc,針對(duì)上游附加容積¥〇1"完成的計(jì) 算尤其使得能夠預(yù)設(shè)在附加容積乂〇1"的出口處(即第一界面,還對(duì)應(yīng)于堆芯容積Vol。的 入口)的流體的速度V和壓力P中變量的分量。
[0143] 在所描述的實(shí)例中,尤其通過(guò)在上游附加容積VolPI的入口處的流體速度以及利 用出口流體的壓力P的預(yù)定值來(lái)計(jì)算在上游附加容積VolPI (即下腔室的容積)的出口處的 流體速度V的分量。換言之,利用在所述上游附加容積VolPI的出口處的流體壓力P的分布 來(lái)計(jì)算在所述上游附加容積¥〇1"的出口處的流體流速的分布。
[0144] 在步驟110期間,使用半詳細(xì)模型(即,使用納維斯托克斯方程(7)和(8))來(lái)優(yōu) 選地完成流體的壓力P和速度V的分量的計(jì)算。事實(shí)上,半詳細(xì)模型在提供非常好的流體 流動(dòng)的模型同時(shí),與詳細(xì)模型相比,需要較低的計(jì)算能力。
[0145] 然后在步驟120期間,通過(guò)在所述容積出口處的預(yù)定流體的速度V和壓力P中變 量的分量來(lái)計(jì)算整個(gè)堆芯容積Vole的流體速度V和壓力P的分量;在所述容積入口處的預(yù) 定流體速度V和壓力Ρ中的另一變量則為先前用于計(jì)算位于上游的容積(即上游附加容積 ν〇1ΡΙ)的步驟110中的變量。換言之,在步驟120期間,通過(guò)第一界面的流體速度V或壓力 P的初始值以及第二界面的流體速度V或壓力P的初始值來(lái)計(jì)算整個(gè)堆芯容積ν〇1ε的流體 的速度V和壓力Ρ的分量。
[0146] 在所描述的實(shí)例中,具體地,在同一第一界面中,使用先前步驟期間所計(jì)算的流體 的速度V和壓力Ρ的分量,來(lái)計(jì)算流體整個(gè)堆芯容積Volc*的壓力Ρ,并且因此尤其計(jì)算堆 芯容積乂〇1。的入口處(即第一界面,其也對(duì)應(yīng)于上游附加容積VolPI的出口)的壓力P。換 言之,在該實(shí)例中,通過(guò)先前所計(jì)算的在下腔室的容積的出口處的流體的流速分布來(lái)計(jì)算 在堆芯容積的入口處的流體的壓力P分布。
[0147] 在所描述的實(shí)例中,已知的值為步驟110期間所計(jì)算的在所述容積Volj^入口處 的速度V的分量和在所述容積Volj^出口處的流體的壓力P的值。
[0148] 在步驟120期間,例如使用半詳細(xì)模型來(lái)完成對(duì)堆芯容積Vole的流體的壓力P和 速度V的分量的計(jì)算??商娲?,使用下面將通過(guò)圖9的流程圖來(lái)詳細(xì)描述的特定多孔模 型來(lái)完成對(duì)流體的壓力Ρ和速度V的分量的計(jì)算。
[0149] 在步驟120結(jié)束時(shí),該方法返回到步驟110以便于重復(fù)對(duì)第一界面的計(jì)算,或者該 方法進(jìn)入步驟130以便執(zhí)行對(duì)第二界面的計(jì)算。
[0150] 當(dāng)方法返回到步驟110時(shí),在第一界面中將上游附加容積計(jì)算與已經(jīng)完 成的堆芯容積Vole的計(jì)算相結(jié)合:使用在之前完成的、用于位于下游的容積(S卩,堆芯容積 Volc)的步驟120中計(jì)算出的值作為另一變量的值(例如在所述容積VolPj^出口處的流體 壓力P),來(lái)重復(fù)針對(duì)位于流體流動(dòng)方向上游的容積(上游附加容積VolPI)的計(jì)算步驟110。 在重復(fù)步驟110之后,該方法進(jìn)行步驟120以使用在針對(duì)位于上游的上游附加容積V〇U+ 算出的新的值作為另一變量(例如,所述容積¥〇、的入口處的速度V的分量)的值,來(lái)重 復(fù)對(duì)位于下游的堆芯容積Vole的計(jì)算步驟。
[0151] 換言之,利用在之前完成的步驟120中計(jì)算出的所述堆芯容積Volc的所述共享的 界面處的速度(V)和壓力(P)中的對(duì)應(yīng)變量的值作為與堆芯容積Volj^共享的界面處、用 于重復(fù)進(jìn)行與上游附加容積Volpjg關(guān)的計(jì)算步驟110的速度V或壓力P的初始值,來(lái)重復(fù) 對(duì)上游附加容積VolPI的計(jì)算步驟。
[0152] 利用在之前計(jì)算步驟110的重復(fù)期間計(jì)算出的上游附加容積VolPI的所述界面處 的速度(V)和壓力(P)中的對(duì)應(yīng)變量的值作為與上游附加容積VolPI共享的界面中、用于重 復(fù)進(jìn)行與堆芯容積Voljg關(guān)的計(jì)算步驟120的初始值,來(lái)重復(fù)對(duì)堆芯容積Vole的計(jì)算步驟 120〇
[0153] 重復(fù)進(jìn)行步驟110和步驟120直到獲得第一界面中的收斂解為止,S卩,直到變量的 前一值被該變量的新值所除得到的比值小于預(yù)定值為止,例如10 5。很可能的是,本領(lǐng)域技 術(shù)人員選擇將收斂性判定準(zhǔn)則應(yīng)用到收斂最快的變量上。
[0154] 在將本發(fā)明應(yīng)用到計(jì)算燃料組件40的側(cè)向形變的具體情況下,例如,通過(guò)在用于 堆芯容積Volc的步驟120期間計(jì)算出的壓力P和速度分量來(lái)計(jì)算每個(gè)組件40在橫向X、Y 中的液壓側(cè)向力。在步驟120的每次迭代時(shí),計(jì)算液壓側(cè)向力,并且當(dāng)液壓側(cè)向力的前一值 被該液壓側(cè)向力的新值所除得到的比值小于預(yù)定值(例如10 5)時(shí),則停止計(jì)算壓力P和速 度V的分量。
[0155] 本領(lǐng)域技術(shù)人員將注意到:考慮到相對(duì)于液壓側(cè)向力,速度V或壓力P收斂更快, 所以優(yōu)選地基于液壓側(cè)向力的值來(lái)限定停止條件。
[0156] 在步驟130期間,通過(guò)在所述容積的入口處預(yù)先設(shè)定的流體的速度V和壓力P中 變量的分量以及在所述容積的出口處預(yù)先設(shè)定的流體的速度V和壓力P中另一變量,來(lái)計(jì) 算堆芯容積Vole (尤其是第二界面中)的流體的壓力P和速度V的分量。
[0157] 在步驟130期間(與步驟120類似),例如使用半詳細(xì)模型來(lái)完成堆芯容積Volc 的流體的壓力P和速度V的分量的計(jì)算??商娲?,使用特定多孔模型來(lái)完成流體的壓力 P和速度V的分量的計(jì)算。
[0158] 在所描述的實(shí)例中,在步驟130期間,通過(guò)利用入口處速度分量的預(yù)定初始值和 出口處的流體壓力P預(yù)定初始值來(lái)計(jì)算流體的速度V的分量和壓力P。因此,尤其通過(guò)堆芯 容積Vole的入口處的流體速度并且通過(guò)利用在出口處的流體壓力P的初始值來(lái)計(jì)算堆芯 容積Volc的出口處的流體速度V的分量。換言之,通過(guò)利用在堆芯容積Volc的出口處的流 體的壓力P分布來(lái)計(jì)算在堆芯容積¥〇、的出口處的流體的流速分布。
[0159] 在步驟140期間,計(jì)算整個(gè)下游附加容積VolPS±,尤其是第二界面中流體的速度 V的分量和壓力P,以進(jìn)行這樣的計(jì)算:該計(jì)算結(jié)合在之前用于堆芯容積Vole的步驟130期 間計(jì)算出的流體的壓力Ρ和速度V的分量。
[0160] 在步驟140期間,通過(guò)所述容積的出口處預(yù)設(shè)定的速度V和壓力Ρ中變量的分量 以及所述容積的入口處預(yù)設(shè)定的流體的速度V和壓力中的另一變量,來(lái)計(jì)算下游附加容積 VolPS的流體的壓力Ρ和速度V的分量,其中,在所述容積的入口處預(yù)設(shè)定的流體的速度V和 壓力P中另一變量為之前在用于位于上游的容積(即堆芯容積Volc)的步驟130期間計(jì)算 出的變量。換言之,在步驟140期間,通過(guò)在下游附加容積VolPS的界面之一中的速度V或 壓力P的初始值以及在下游附加容積VolPS的另一界面中的速度V或壓力P的初始值來(lái)計(jì) 算下游附加容積VolPS的流體的壓力P和流體的速度V的分量。
[0161] 在所描述的實(shí)例中,在步驟140期間,尤其是使用在之前步驟130期間在同一第二 界面中計(jì)算的流體的速度V的分量的值來(lái)計(jì)算流體的壓力P。換言之,在該實(shí)例中,通過(guò)之 前計(jì)算出的、堆芯容積Volc的出口處的流體的流速分布來(lái)計(jì)算下游附加容積VolPS的入口 處流體的壓力P分布。
[0162] 在步驟140期間,例如使用半詳細(xì)模型來(lái)完成下游附加容積VolPS的流體的速度V 的分量和壓力P的計(jì)算。可替代地,使用詳細(xì)模型來(lái)完成流體的速度V的分量和壓力P的 計(jì)算。
[0163] 在步驟140結(jié)束時(shí),該方法返回到步驟130以重復(fù)進(jìn)行第二界面中的計(jì)算,或者 該方法返回到步驟110以重復(fù)進(jìn)行第一界面中的計(jì)算,或者如果已經(jīng)得到收斂解則停止計(jì) 算。
[0164] 類似于針對(duì)第一界面的描述,當(dāng)該方法返回到步驟130時(shí),在第二界面中將下游 附加容積VolPS的計(jì)算與已完成的堆芯容積Vole的計(jì)算相結(jié)合:使用在之前完成的、用于位 于下游的容積(即,下游附加容積VolPS)的步驟140中計(jì)算出的值作為另一變量的值(例如 在所述容積Volc的出口處的流體壓力P),來(lái)重復(fù)針對(duì)位于流體流動(dòng)方向下游的容積(即, 堆芯容積Vole)的計(jì)算步驟130。在重復(fù)步驟130之后,該方法再一次進(jìn)行步驟140以使用 在之前針對(duì)位于上游的堆芯容積Vole計(jì)算出的值作為另一變量(例如,所述容積Vol 入口處的速度V的分量)的值,來(lái)重復(fù)對(duì)位于下游的下游附加容積VolPS的計(jì)算步驟。
[0165] 重復(fù)進(jìn)行步驟130和步驟140直到獲得第二界面中的收斂解為止,S卩,直到變量的 前一的值被該變量的新值所除得到的比值小于預(yù)定值,例如10 5。同樣地,本領(lǐng)域技術(shù)人員 優(yōu)選地選擇將收斂性判定準(zhǔn)則應(yīng)用到收斂最快的變量上。在將本發(fā)明應(yīng)用到計(jì)算燃料組件 40的側(cè)向形變的具體情況下,例如,通過(guò)在針對(duì)堆芯容積Vole的步驟130中計(jì)算出的速度 V的分量和壓力P來(lái)計(jì)算每個(gè)組件40在橫向X、Y中的液壓側(cè)向力。在步驟130的每次迭 代時(shí),計(jì)算液壓側(cè)向力,并且當(dāng)液壓側(cè)向力的前一值被該液壓側(cè)向力的新值所除得到的比 值小于預(yù)定值(例如10 5)時(shí),則停止計(jì)算速度V的分量和壓力P。
[0166] 所描述的方法按照流體的流動(dòng)方向,將栗24的流速所施加的流體速度V傳送 (propage)穿過(guò)容器11以在出口處獲得蒸汽發(fā)生器14的入口處測(cè)量的主回路壓力P。
[0167] 可替代地,上述方法是反向的,按照流體的流動(dòng)方向的相反方向,將在蒸汽發(fā)生器 14的入口處測(cè)量的主回路的壓力P傳送穿過(guò)容器11以獲得由栗24的流速所施加的流體速 度V。
[0168] 可替代地,上述方法還有利地結(jié)合下述兩種方法。
[0169] 本領(lǐng)域技術(shù)人員將注意到:步驟120和步驟130對(duì)應(yīng)于計(jì)算堆芯容積Volc中流體 壓力P和速度V的分量的相同步驟。
[0170] 可替代地和優(yōu)選地,上述計(jì)算步驟有利地按照以下順序來(lái)進(jìn)行:
[0171] 步驟100:計(jì)算容積;
[0172] 步驟110:使用對(duì)應(yīng)于由栗24傳送的流速的速度作為入口速度的初始值(該恒定 條件的限制適用于整個(gè)計(jì)算)以及在該步驟期間將要收斂的任何初始?jí)毫ψ鳛槌隹趬毫Γ?br>[0173] 步驟140:使用在蒸汽發(fā)生器14的入口處測(cè)得的主回路22的壓力作為出口壓力 的初始值(該恒定條件的限制適用于整個(gè)計(jì)算)以及在該步驟期間將要收斂的任何初始速 度作為入口速度;
[0174] 步驟120和步驟130:使用步驟110中計(jì)算出的、第一界面處的速度作為入口速度 的初始值,以及使用步驟140中計(jì)算出的、第二界面處的壓力作為出口壓力來(lái)計(jì)算堆芯容 積;以及
[0175] 重復(fù)進(jìn)行步驟110、步驟140和步驟120、步驟130直到計(jì)算的收斂為止。
[0176] 通過(guò)代入在之前針對(duì)堆芯容積的步驟120和步驟130中計(jì)算出的上游附加容積 V〇lPI的出口處的壓力以及在之前針對(duì)堆芯容積的步驟120和步驟130中計(jì)算出的下游附 加容積VolP^入口處的速度,來(lái)進(jìn)行步驟110和步驟140的第一次迭代。