(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111554341.X (22)申请日 2021.12.17 (71)申请人 中国核动力研究设计院 地址 610000 四川省成 都市双流区长顺大 道一段328号 (72)发明人 陆雅哲　方红宇　李仲春　邓坚　 李峰　邱志方　刘余　鲜麟　 (74)专利代理 机构 成都行之专利代理事务所 (普通合伙) 51220 代理人 王鹏程 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G21C 17/00(2006.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 反应堆热工安全设计协同装置、 方法、 终端、 存储介质 (57)摘要 本发明公开了一种反应堆热工安全设计协 同装置、 方法、 终端、 存储介质， 包括热工水力瞬 态分析模块、 堆芯热工水力子通道分析模块和燃 料元件行为 分析模块， 热工水力瞬态分析模块用 于获取事故状态下的系统瞬态特性， 并获得系统 参数随时间的变化曲线， 堆芯热工水力子通道分 析模块用于确定燃料烧毁份额， 燃料元件行为分 析模块用于获得燃料包壳温度峰值 以及芯块温 度峰值； 本发 明通过将热工安全设计中的工作分 解为热工 水力瞬态分析模块、 堆 芯热工水力子通 道分析模块、 燃料元件行为分析模块， 并通过数 据传输将各个模块之间的信息进行传输， 可以根 据具体的设计需求选择合适的模块工作， 避免处 理大量的、 来自不同专业输入数据， 提升工作效 率和质量。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 114239279 A 2022.03.25 CN 114239279 A 1.一种反应堆热工安全设计协同装置， 其特 征在于， 包括： 热工水力瞬态分析模块， 其用于获取事故状态下的系统瞬态特性， 并获得系统参数随 时间的变化曲线； 堆芯热工水力子通道分析模块， 其用于确定 燃料烧毁份额； 燃料元件行为分析模块， 其用于获得燃料包壳温度峰值以及芯块温度峰值； 所述热工水力瞬态分析模块的信号输出端与所述堆芯热工水力子通道分析模块的信 号输入端和燃料 元件行为分析模块的信号输入端连接 。 2.根据权利要求1所述的一种反应堆热工安全设计协同装置， 其特征在于， 所述堆芯热 工水力子通道分析模块包括： 第一计算模块， 其用于获得每 个时间点对应的偏离泡核沸腾比值； 第一判断模块， 其用于判断偏离泡核沸腾比值的最小值是否小于预设限值； 调整模块， 其用于在偏离泡核沸腾比值的最小值小于预设限值时调整焓升因子， 并将 调整后的焓升因子 输入第一计算模块； 焓升因子确定模块， 其用于在偏离泡核沸腾比值的最小值大于预设限值时， 获得满足 偏离泡核沸腾比限值 准则的焓升因子； 燃料统计曲线提取模块， 其用于获得燃料统计曲线， 并得到焓升因子 ‑燃料烧毁份额曲 线； 燃料烧毁份额确定模块， 其用于根据获得的焓升因子在对应的燃料统计曲线中确定燃 料烧毁份额。 3.根据权利要求1所述的一种反应堆热工安全设计协同装置， 其特征在于， 所述燃料元 件行为分析模块包括： 输入模块， 用于获得事故过程中每 个时间点对应的燃料包壳温度和芯块温度； 第二计算模块， 其用于获得燃料包壳温度峰值和芯块温度峰值。 4.一种反应堆热工安全设计协同方法， 其特 征在于， 包括： 获取事故状态下的系统瞬态特性， 并获得系统参数随时间的变化曲线， 并将系统瞬态 特性同步输入至堆芯热工水力子通道分析模块和燃料 元件行为分析模块； 确定燃料烧毁份额； 获得燃料包壳温度峰值以及芯块温度峰值； 根据燃料烧毁份额和燃料包壳温度峰值以及芯块温度峰值判断是否满足安全限制准 则。 5.根据权利要求4所述的一种反应堆热工安全设计协同方法， 其特征在于， 所述系统参 数包括热功 率、 堆芯入口温度、 稳压器压力、 冷却剂 体积流量燃料烧毁份额、 核功 率、 冷却剂 温度和冷却剂密度； 系统瞬态特性的计算方法为： 建立系统模型； 将系统模型划分为若干节块； 求解相应的质量、 能量和动量守恒方程、 系统瞬态特性计算模型； 结合事故的初始条件和边界条件， 获得事故状态下的系统瞬态特性。 6.根据权利要求4所述的一种反应堆热工安全设计协同方法， 其特征在于， 所述确定燃权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114239279 A 2料烧毁份额的方法包括： 获得每个时间点对应的偏离泡核沸腾比值； 判断偏离泡核沸腾比值的最小值是否小于预设限值， 若大于预设限值， 则获得满足偏 离泡核沸腾比限值 准则的焓升因子； 若小于预设限值， 则调整焓升因子后重新获得每个时间点对应的偏离泡核沸腾比值， 并判断其 最小值是否小于预设限值； 获得燃料统计曲线， 并得到焓升因子 ‑燃料烧毁份额曲线； 根据获得的焓升因子在对应的燃料统计曲线中确定 燃料烧毁份额。 7.根据权利要求6所述的一种反应堆热工安全设计协同方法， 其特征在于， 所述获得每 个时间点对应的偏离泡核沸腾比值的方法包括： 建立反应堆堆芯三维模型， 所述三维模型以反应堆热功率、 堆芯入口温度、 稳压器压力 以及冷却剂体积流 量燃料烧毁份额作为输入； 获得反应堆堆芯与冷却剂的传热参数， 其通过质量和能量守恒方程及传热关系式的求 解获得； 获得偏离泡核沸腾比值。 8.根据权利要求4所述的一种反应堆热工安全设计协同方法， 其特征在于， 所述获得燃 料包壳温度以及芯块温度的方法包括： 获得事故过程中每 个时间点对应的燃料包壳温度和芯块温度； 获得燃料包壳温度峰值和芯块温度峰值， 其获得 方法为： 将反应堆核功率、 稳压器压力、 冷却剂温度、 冷却剂密度以及冷却剂流量作为输入， 求 解关于燃料的传热 方程； 获得燃料芯块和包壳的温度分布； 得到燃料包壳温度峰值和芯块温度峰值。 9.一种计算机可读存储介质， 所述计算机可读存储介质存储有计算机程序， 其特征在 于， 所述计算机程序被处 理器执行时实现如权利要求 4‑8中任一项所述的方法的步骤。 10.一种电子设备， 其特 征在于， 包括： 至少一个处 理器； 以及， 与所述至少一个处 理器通信连接的存 储器； 其中， 所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处 理器执行,以使所述至少一个处 理器能够实现如权利要求 4‑8中任一项所述的方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114239279 A 3