CN107421850A - 一种并联通道密度波脉动起始点识别方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种并联通道密度波脉动起始点识别方法，包括以下步骤：A、在初始热工水力参数及加热功率的基础上对通道实施功率扰动；B、确认实施功率扰动后流量脉动曲线的发散情况；C、若流量脉动曲线发散，则对加热功率做减量处理；若流量脉动曲线不发散，对加热功率做增量处理后再次确认流量脉动曲线的发散情况直至流量脉动曲线发散；D、多次循环步骤B、C步骤以识别密度波脉动起始点，在多次循环中，前次循环的增强大于下次循环的增强，循环的减量为该次循环的增强。本方法通过在初始热工水力参数及加热功率的基础上循环为加热功率做增量或减量处理，最终找到密度波脉动起始点，其识别精度高且可通过程序实现，效率快。

Description

一种并联通道密度波脉动起始点识别方法
技术领域
本发明涉及反应堆热工水力研究领域，具体涉及一种并联通道密度波脉动起始点识别方法。
背景技术
反应堆热工水力特性机理研究是反应堆研制的关键，而流动不稳定问题是热工水力研究中所需要面临的重要问题，为准确制定反应堆水力学稳定性安全准则，需要针对并联通道流动不稳定性问题开展大量的实验和理论计算分析工作。
目前可用于开展并联通道流动不稳定性分析的程序较多，且大多采用时域分析方法，即通过计算不同功率水平下并联通道的流量变化曲线来人工判断密度波脉动是否发生：如果流量变化曲线是收敛的则未发生密度波脉动，需要提高加热功率再计算一条流量变化曲线；如果流量变化曲线是发散的则发生了密度波脉动，需要逐步降功率重新计算流量变化曲线，通过不断地调整加热功率，找到密度波脉动起始点对应的加热功率。该方法需要技术人员在每次改变功率后通过流量变化曲线人工识别是否发生密度波脉动，效率极低，而且不能实现多工况大批量计算。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题提供一种并联通道密度波脉动起始点识别方法。
本发明通过下述技术方案实现：
一种并联通道密度波脉动起始点识别方法，包括以下步骤：
A、在初始热工水力参数及加热功率的基础上对通道实施功率扰动；
B、确认实施功率扰动后流量脉动曲线的发散情况；
C、若流量脉动曲线发散，则对加热功率做减量处理；若流量脉动曲线不发散，对加热功率做增量处理后再次确认流量脉动曲线的发散情况直至流量脉动曲线发散；
D、多次循环步骤B、C步骤以识别密度波脉动起始点，在多次循环中，前次循环的增强大于下次循环的增强，循环的减量为该次循环的增强。
本方案以功率微扰后流量脉动是否发散来判断密度波脉动是否发生，根据循环次数的不同，最终输出的功率略大于或等于实际密度波脉动起始点功率，但其因算法所带来的误差不大于最后一次循环的增量。其精度的控制可通过控制循环次数和增量的幅度来控制。
前次循环的增强为下次循环的增强的10倍。循环3次该步骤，可将精度控制在0.01％，识别精度高。
所述步骤B的流量脉动曲线的发散情况的确认方法为：
B1、在实施功率扰动后的时间间隔dT后，连续取两个时间步长dt；
B2、获取两个时间步长dt内各通道的流量最大值和流量最小值；
B3、根据步骤B2的结果对密度波脉动进行识别。
所述时间间隔dT为1秒至2秒，根据实际操作经验，该时间间隔一般不宜太长，即不超过2秒。因为要有足够的收敛时间，所以该时间间隔不能太短，至少要1秒；如果计算结果发散，则该时间间隔太长就会得到失真的结果。所述时间步长dt为流体流过通道时间的2至3倍。将时间步长设置为流体流过通道时间的2至3倍，可以确保该时间内至少有一个完整的密度波脉动周期，确保流量最大值和流量最小值的准确性，提高对密度波脉动识别的准确性。
步骤B3的具体方法为：对于所有通道，若第一个时间步长内流量最大值小于第二个时间步长内流量最大值且第一个时间步长内流量最小值大于第二个时间步长内流量最小值，则判定发生密度波脉动。基于连续两个时间步长内各通道流量最大值、最小值的关系对密度波脉动进行识别，各通道的流量数据为发散型流量脉动，在连续时间判断其是否发散来识别密度波脉动，可大大节省分析时间，提高识别的准确度。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明通过在初始热工水力参数及加热功率的基础上循环为加热功率做增量或减量处理，最终找到密度波脉动起始点，其识别精度高且可通过程序实现，效率快。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明流程框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1所示一种并联通道密度波脉动起始点识别方法，包括以下步骤：
A、在初始热工水力参数及加热功率的基础上对通道实施功率扰动；
B、确认实施功率扰动后流量脉动曲线的发散情况；
C、若流量脉动曲线发散，则对加热功率做减量处理；若流量脉动曲线不发散，对加热功率做增量处理后再次确认流量脉动曲线的发散情况直至流量脉动曲线发散；
D、多次循环步骤B、C步骤以识别密度波脉动起始点，在多次循环中，前次循环的增强大于下次循环的增强，循环的减量为该次循环的增强。
初始的加热功率小于密度波脉动起始点。具体的，如图1所示，可采用3次循环，前次循环的增强为下次循环的增强的10倍，初始的加热功率为50kW，第一次循环的增量dq1为10kW，第二次循环的增量dq2为1kW，第三次循环的增量dq3为0.1kW。若密度波脉动起始点为103kW，在6次增量循环后加热功率为110kW，流量脉动曲线发散，此时对加热功率做减量处理。减量10kW后为100kW，此时，流量脉动曲线不发散。再对加热功率做3次增量1kW处理后识别密度波脉动起始点。若密度波脉动起始点为103.56kW，则进行4次循环后能精确识别密度波脉动起始点。对于工程上用到的工况，并联通道发生密度波脉动所需要的功率一般来10～102kW量级。因此按上述分三层逼近密度波脉动起始点的识别精度可达0.1％。
实施例2
本实施例在实施例1的基础上做流量脉动曲线的发散情况的判别方法进行细化，即步骤B的流量脉动曲线的发散情况的确认方法为：
B1、在实施功率扰动后的时间间隔dT后，连续取两个时间步长dt；
B2、获取两个时间步长dt内各通道的流量最大值和流量最小值，第一时间步长内流量最大值为Max1，最小值为Min1，第二个时间步长内的流量最大值为Max2，最小值为Min2；
B3、根据步骤B2的结果对密度波脉动进行识别。
该方法适用于入口总流量恒定的多个并联加热通道结构，基于其为发散型流量脉动的特征，通过在连续时间内通过技术方法判断其是否发散。
所述时间间隔dT为1秒至2秒，所述时间步长dt为流体流过通道时间的2至3倍。
步骤B3的具体方法为：对于所有通道，若第一个时间步长内流量最大值小于第二个时间步长内流量最大值且第一个时间步长内流量最小值大于第二个时间步长内流量最小值，则判定发生密度波脉动。即若对于所有通道，Max1<Max2，且Min1>Min2，则发生密度波脉动，反之则未发生密度波脉动。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种并联通道密度波脉动起始点识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、在初始热工水力参数及加热功率的基础上对通道实施功率扰动；
B、确认实施功率扰动后流量脉动曲线的发散情况；
C、若流量脉动曲线发散，则对加热功率做减量处理；若流量脉动曲线不发散，对加热功率做增量处理后再次确认流量脉动曲线的发散情况直至流量脉动曲线发散；
D、多次循环步骤B、C步骤以识别密度波脉动起始点，在多次循环中，前次循环的增强大于下次循环的增强，循环的减量为该次循环的增强。
2.根据权利要求1所述的一种并联通道密度波脉动起始点识别方法，其特征在于，前次循环的增强为下次循环的增强的10倍。
3.根据权利要求1所述的一种并联通道密度波脉动起始点识别方法，其特征在于，所述步骤B的流量脉动曲线的发散情况的确认方法为：
B1、在实施功率扰动后的时间间隔dT后，连续取两个时间步长dt；
B2、获取两个时间步长dt内各通道的流量最大值和流量最小值；
B3、根据步骤B2的结果对密度波脉动进行识别。
4.根据权利要求3所述的一种并联通道密度波脉动起始点识别方法，其特征在于，所述时间间隔dT为1秒至2秒，所述时间步长dt为流体流过通道时间的2至3倍。
5.根据权利要求1所述的一种并联通道密度波脉动起始点识别方法，其特征在于，步骤B3的具体方法为：
对于所有通道，若第一个时间步长内流量最大值小于第二个时间步长内流量最大值且第一个时间步长内流量最小值大于第二个时间步长内流量最小值，则判定发生密度波脉动。
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