度的图示；
[0063] 图12和图13为分别针对从堆芯下板起的组件的第三栅格和从所述下板起的第八 栅格，一方面使用本发明第一方面模拟方法和第二方面模拟方法进行形变计算方法，另一 方面使用已完成的测量值所获得的组件形变的顶视图。
[0064] 图14和图15为分别针对堆芯的一排组件，使用本发明第一方面的模拟方法和第 二方面的模拟方法进行形变计算方法以及使用已完成的测量值所获得的组件形变的侧视 图。
【具体实施方式】
[0065] 在图1中，正如所已知的，核反应堆10包括容器11和位于容器11内的堆芯12。
[0066] 核反应堆10还包括一个或多个蒸汽发生器14、均连接到发电机18的一个或多个 涡轮16以及一个或多个冷凝器20,在图1中仅示出了这些元件中每一种元件中的一个。
[0067] 核反应堆10进一步包括主回路22,该主回路22装备有栗24,并且在主回路22中， 流体沿着图1中的箭头所示的路径流动。具体地，该流体穿过堆芯12返回至容器11，流体 在堆芯12中被加热以确保堆芯12的冷却和慢化。上述主回路22进一步包括加压器26,该 加压器26能够调节在主回路22中流动的流体的压力。
[0068] 核反应堆10例如为压水反应堆（PWR)，并且在主回路22中流动的流体则为加压的 水。
[0069] 可替代地，核反应堆10为沸水反应堆（BWR)，在主回路中流动的流体在堆芯的上 部中为蒸汽形式的加压的水，其中，压力通常低于在压水反应堆的主回路中流动的水的压 力。可替代地，核反应堆10为使用钠、熔融盐或气体进行冷却的反应堆。
[0070] 核反应堆10包括连接到蒸汽发生器14的次回路34。主回路22的水供应蒸汽发 生器14,该蒸汽发生器14通过水的蒸发而被冷却，由蒸汽发生器14产生的蒸汽通过次回路 34被引入涡轮16,然后被引入冷凝器20,在此处，该蒸汽通过与冷凝器20中流动的冷却水 进行间接热交换而被冷凝。该次回路34包括下游的冷凝器20、栗35和加热器36。
[0071] 核反应堆10包括图2中所示的位于容器11内的隔热屏37、堆芯的外壳38和反射 层28。
[0072] 容器11包括用于流体的入口孔39A和用于流体的出口孔39B，该入口孔39A和出 口孔39B连接到主回路22。
[0073] 通常，堆芯12还包括核燃料组件40,该核燃料组件40被装载在容器11内并且沿 轴向（例如垂直方向Z)延伸。
[0074] 堆芯12通常包括组件40 (超过100个）。在图2示出的90(Mffe反应堆的实例中， 堆芯12包括157个组件40。
[0075] 图2示出了堆芯12中这些不同的组件40的分布实例的顶视图。该图中的每个方 块表示一个组件40。
[0076] 如图1所示，正如所已知的，堆芯12还包括沿轴向位于组件40任一侧的下板41A 和上板41B，其中，当反应堆10运行时，组件40被放置在下板41A上，并且上板41B位于组 件40的上方与组件40的上端接触。堆芯12具有容积Vole，该容积￥〇1￡在轴向通过分别 对应于下板41Α和上板41Β的第一界面和第二界面来界定且在横向上通过反射层28来界 定。
[0077] 如图1所示，容器11包括两个附加容积，该两个附加容积在堆芯容积Vole的外部 并且沿轴向Ζ位于堆芯容积的两侧，S卩，沿流体的流动方向位于堆芯容积VolJ：游的上游 附加容积VolPI (在描述的实例中对应于沿轴向Z位于堆芯12下方的区域PI，所述区域也 被称为下腔室）和沿流体的流动方向位于堆芯容积Vole下游的下游附加容积VolPS(在描 述的实例中对应于沿轴向Z位于堆芯12上方的区域PS，该区域也被称为上腔室）。每个附 加容积VolPI、VolPS沿轴向Z通过两个界面界定，附加容积VolPI、VolPS的两个界面之一为第 一界面或第二界面。在描述的实例中，上游附加容积VolPI和堆芯容积Volε之间的共享的 界面为第一界面，堆芯容积VoljP下游附加容积VolPS之间的共享的界面为第二界面。
[0078] 堆芯容积Vole包括与上游附加容积VolPI交界的第一界面和与下游附加容积VolPS 交界的第二界面。流体从入口孔39A穿过该上游附加容积￥〇1"朝向堆芯12流动，而流体 从堆芯12穿过该下游附加容积VolPS朝向出口孔39B流动。
[0079] 由于沿所考虑的方向，堆芯容积Volc、上游附加容积VolPjP下游附加容积VolPS2 间的各个界面与所述容积的外部形成边界，所以各个界面也被称为边界。各个界面例如为 垂直于轴向的表面的形式。
[0080] 在上述实例中，堆芯容积ν〇1ε、上游附加容积VolpjP下游附加容积VolPS各自为母 线平行于轴向Z的圆柱状的形式。堆芯容积Volc的每个界面例如为平面垂直于轴向Z的 平面盘形的形式。
[0081] 如图1所示，堆芯12包括控制簇42,该控制簇42位于容器11内且在一些组件40 的上方。图1中示出了单个簇42。悬挂在组件40上方的簇42能够通过机构44移动，从而 插入到组件40中或从组件40中移除。通常，每个控制簇42包括吸收棒以及可选地包括惰 性棒，其中，吸收棒包括一种或多种吸收中子的材料，而惰性棒即为对于中子没有特定吸收 能力的棒。簇42的垂直移动使得能够根据控制簇42在组件40中的推进，调节堆芯12的 反应性，并且允许由堆芯12提供的总功率P从零功率变化到标准功率PN。
[0082] 如图3所示，每个组件40通常包括一排核燃料棒46和用于该棒46的支撑架48。 该支撑架48通常包括下端件50、上端件52、导管54和栅格56,其中，导管54用于连接两个 端件50、52并设计用于容纳反应堆10的控制簇的棒，而栅格56用于保持棒46。
[0083] 图3示出了两个相邻的组件40,即图2中所示沿垂直于轴向Z的横向X或Y中相 邻的方块所对应的两个组件40。如图3和图5所示，这两个相邻组件40连续放置并且沿横 向通过第一间隙BP1和第二间隙BP2彼此间隔开，其中，该第一间隙BP1在这两个组件40 相应的栅格56之间，该第二间隙BP2在两个组件40相应的燃料棒46之间。
[0084] 在图2中，组件40沿垂直于垂直方向Z的水平面的两个相应的方向X、Y大体上是 对齐的，并且本领域技术人员将理解的是，当两个连续组件40沿方向X对齐时，与第一间隙 ΒΡ1和第二间隙ΒΡ2相关的横向则对应于该方向X。类似地，当两个连续的组件40沿方向 Υ对齐时，与第一间隙ΒΡ1和第二间隙ΒΡ2相关的横向则对应于该方向Υ。
[0085] 对于沿轴向Ζ的给定位置，第一间隙ΒΡ1的尺寸等于沿横向两个组件40相应的栅 格56的外表面之间的距离。按照惯例，如图5所示，对于沿轴向Z的给定位置，第二间隙BP2的尺寸等于两个组件相应的外围燃料棒46的中心之间的距离。
[0086] 如图4所示，每个燃料棒4通常包括包壳58,包壳58为管的形式，并且在其下端通 过下挡块60封闭，而在其上端通过上挡块62封闭。棒46包括堆叠在包壳58内并且抵靠 在下挡块60上的一连串核燃料芯块64。保持弹簧66被设置在包壳58的上段部分以支承 在上挡块62上和上芯块64上。
[0087] 通常，芯块64基于铀氧化物，或者基于铀和钚氧化物的混合物；包壳58由锆合金 制成。
[0088] 现使用图6的流程图来描述本发明第一方面的模拟核反应堆10的容器11内流体 流动的方法。
[0089] 根据第一方面，该模拟方法被设计为通过计算机来实现，该计算机包括处理器和 与处理器相关的存储器，其中，该存储器能够存储第一计算机程序产品。该第一计算机程序 产品包括软件指令，并且当通过计算机执行该软件指令时，实现根据第一方面的模拟方法。
[0090] 在初始步骤100期间，确定堆芯容积Vole，该堆芯容积Vole通过对应于第一个界 面和第二界面的下板41A和上板41B沿轴向Z来界定。还确定容器11内的至少一个附加 容积VolPI、VolPS，其中，该附加容积VolPI、VolPS在堆芯容积Volε的外部并且位于堆芯容积 沿轴向Ζ的端部之一处。附加容积VolPI、VolPS通过两个界面沿轴向Ζ来界定，附加容积 VolPI、VolPS的两个界面之一为第一界面或第二界面。换言之，堆芯容积Volε包括与附加容 积VolPI、VolPS交界的界面，流体通过穿过附加容积Vol"、￥〇1来在堆芯12和入口孔39Α与 出口孔39B中的孔之间流动。在所描述的实例中，在该初始步骤期间，确定两个附加容积， 即上游附加容积V〇UP下游附加容积VolPS。
[0091] 在随后的步骤110期间，由附加容积VolPI、VolPS的界面中的一个界面的速度V或 压力P的初始值以及附加容积VolPI、VolPS的界面中的另一界面的速度V或压力P的初始 值，来计算上游附加容积VolPI中流体的速度V的分量和压力P。利用流体力学，通过平衡 方程来计算速度的分量和压力，即，通过以下平衡方程：
[0092] 流体的质量平衡方程或连续方程；
[0093] 流体的动量平衡方程；以及
[0094] 流体的能量平衡方程。
[0095] 这些初始值也被称为初始条件，并且在每个用于计算与堆芯容积Vole、上游附加 容积VolpjP下游附加容积VolPS2中所考虑的容积相关的速度的分量和压力的计算步骤开 始时进行预设。在所描述的实例中，预设的初始值为在所述容积VolPI、VolPS的入口处的速 度的分量和在所述容积VolPI、出口处的流体的压力P的分量（也称为值）。
[0096] 可替代地，预设的初始值为在所述容积的入口处的流体的压力P的值以及在所述 容积的出口处的速度V的分量的值。
[0097] 还可替代地，预设的初始值为在所述容积的入口处的速度V的分量以及在所述容 积的出口处的速度V的分量。
[0098] 在所描述的实例中，在上游附加容积￥〇1"的入口处的速度的分量和在下游附加 容积VolPS的出口处压力P的分量为通过反应堆所强加的限制条件：上游附加容积Vol"的 入口速度由栗24的流速所决定，而下游附加容积VolPj^出口处的压力P为在蒸汽发生器 14的入口处所测得的压力。在整个计算过程中，这两个值是固定的。
[0099] 根据所选定的近似值和所使用的微分算子，平衡方程采用不同的形式。例如，这些 方程（纳维 -斯托克斯方程（EquationsdeNavier-Stokes))的一般微分公式分别写为如 下形式：
[0100] 流体的质量平衡：
[0102] 流体的动量平衡：
[0104] 流体的能量平衡：
[0106] 其中，为一阶空间求导微分算子，
[0107]P为流体的压力，
[0108]V为包括流体速度的分量的向量，
[0109]P为流体密度，
[0110] t为时间，
[0111] τ为粘性应力的张量，
[0112] F为包括在流体中所施加的质量力的合力的分量的向量，
[0113]Ε为每单位质量的总能量，
[0114] Q为包括由热传导造成的热流损失的分量的向量，
[0115] R为由辐射造成的容积热损失，
[0116] S"为质量源，
[0117] SiS动量源，以及
[0118] Se为能量源。
[0119] 在正交笛卡尔坐标中，在不考虑热效应的情况下（纯力学），这些方程例如写为以 下形式以用于计算：
[0120] 质量守恒方程：
[0122] 动量守恒方程（对于j= 1，2, 3):
[0124] 其中，t为时间，
[0125] P为流体密度，
[0126]Xl为方向i(i= 1，2, 3)上的坐标，
[0127]Vl为方向i上的流体速度，
[0128]P为流体的压力，
[0129]S"为质量源，
[0130] Si为动量源，
[0132] 其中，μ指示流体的动态粘度，