污垢热导率确定方法、装置、计算机设备和存储介质与流程

本申请涉及反应堆，特别涉及一种污垢热导率确定方法、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术：

1、在高温高压水环境中，反应堆一回路结构材料(主要是蒸汽发生器和堆内构件)会面临腐蚀问题，产生离子态和颗粒态的腐蚀产物。随着一回路冷却剂的循环流动，腐蚀产物会迁移到堆芯区域，并由于过冷泡核沸腾作用在堆芯表面发生沉积，形成多孔状的污垢(crud，chalk river unidentified deposit)。

2、堆芯表面污垢沉积产生的主要影响包括：1)沉积在燃料包壳表面的污垢会使堆芯与一回路冷却剂的传热效果恶化，最终可能影响功率输出；2)污垢导热性能差使燃料包壳表面温度升高，可能产生垢致局部腐蚀(cilc)而破坏燃料棒结构的完整性；3)污垢会使冷却剂中的硼在污垢内部烟囱中富集，进而吸附中子并产生轴向功率偏移现象；4)堆芯表面沉积污垢在中子辐照作用被活化成为放射性核素，形成堆外辐射场。因此，污垢性质对堆芯污垢分析与燃料棒性能分析等具有重要意义。

3、然而，在反应堆运行过程中堆芯区域的放射性剂量非常高，很难获得反应堆污垢热导率参数。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够获得反应堆污垢热导率参数的污垢热导率确定方法、装置、计算机设备和存储介质。

2、第一方面，本申请提供了一种污垢热导率确定方法，该方法包括：

3、在模拟试验环境下，确定燃料包壳表面的污垢层的孔隙率，污垢层包括污垢和多个孔隙；

4、根据燃料包壳在热量传递过程中的热流密度，确定污垢层的热导率；

5、根据污垢层的热导率、孔隙率和污垢层内孔隙的热导率，确定污垢层中污垢的热导率。

6、在其中一个实施例中，模拟试验环境下，确定燃料包壳表面的污垢层的孔隙率，包括：

7、根据燃料包壳表面的污垢层中孔隙的数量、单个孔隙的表面积，确定孔隙表面积；

8、根据孔隙表面积和污垢层表面积，确定污垢层的孔隙率。

9、在其中一个实施例中，根据燃料包壳在热量传递过程中的热流密度，确定污垢层的热导率，包括：

10、根据燃料包壳的热导率与温度之间的第一关系式、燃料包壳在热量传递过程中对应的第一温度区间，以及燃料包壳的厚度，确定燃料包壳的热流密度；

11、根据燃料包壳的热流密度、污垢层在热量传递过程中对应的第二温度区间，以及污垢层的厚度，确定污垢层的热导率。

12、在其中一个实施例中，根据燃料包壳的热导率与温度之间的第一关系式、燃料包壳在热量传递过程中对应的第一温度区间，以及燃料包壳的厚度，确定燃料包壳的热流密度，包括：

13、将第一关系式中的温度作为自变量，在第一温度区间内对第一关系式进行积分，得到积分结果；

14、根据积分结果和燃料包壳的厚度，确定燃料包壳的热流密度。

15、在其中一个实施例中，根据燃料包壳的热流密度、污垢层在热量传递过程中对应的第二温度区间，以及污垢层的厚度，确定污垢层的热导率，包括：

16、在一维稳态传热条件下，将燃料包壳的热流密度作为污垢层的热流密度；

17、根据污垢层的热流密度，污垢层在热量传递过程中对应的第二温度区间，以及污垢层的厚度，确定污垢层的热导率。

18、在其中一个实施例中，根据污垢层的热导率、孔隙率和污垢层内孔隙的热导率，确定污垢层中污垢的热导率，包括：

19、根据污垢层的热导率和厚度，确定污垢层的等效热阻；

20、根据污垢层的热导率、等效热阻、孔隙率以及污垢层中孔隙的热导率，确定污垢的热导率。

21、第二方面，本申请还提供了一种污垢热导率确定装置，该装置包括：

22、采样模块，用于模拟试验环境下，确定燃料包壳表面的污垢层的孔隙率，污垢层包括污垢和多个孔隙；

23、复合热导率确定模块，用于根据燃料包壳在热量传递过程中的热流密度，确定污垢层的热导率；

24、污垢热导率确定模块，用于根据污垢层的热导率、孔隙率和污垢层内孔隙的热导率，确定污垢层中污垢的热导率。

25、第三方面，本申请还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

26、在模拟试验环境下，确定燃料包壳表面的污垢层的孔隙率，污垢层包括污垢和多个孔隙；

27、根据燃料包壳在热量传递过程中的热流密度，确定污垢层的热导率；

28、根据污垢层的热导率、孔隙率和污垢层内孔隙的热导率，确定污垢层中污垢的热导率。

29、第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

30、在模拟试验环境下，确定燃料包壳表面的污垢层的孔隙率，污垢层包括污垢和多个孔隙；

31、根据燃料包壳在热量传递过程中的热流密度，确定污垢层的热导率；

32、根据污垢层的热导率、孔隙率和污垢层内孔隙的热导率，确定污垢层中污垢的热导率。

33、第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

34、在模拟试验环境下，确定燃料包壳表面的污垢层的孔隙率，污垢层包括污垢和多个孔隙；

35、根据燃料包壳在热量传递过程中的热流密度，确定污垢层的热导率；

36、根据污垢层的热导率、孔隙率和污垢层内孔隙的热导率，确定污垢层中污垢的热导率。

37、上述污垢热导率确定方法、装置、计算机设备和存储介质，本申请在模拟试验环境开展试验，避免了在真实的压水反应堆中进行测量的不便；获取燃料包壳在热量传递过程中的热流密度，并确定污垢层的热导率；由于污垢层包含污垢和孔隙，因此，在污垢层的热导率和孔隙的热导率、孔隙率都已知的情况下，可以间接计算污垢的热导率，相比于传统技术，能够获得反应堆污垢热导率参数，解决压水反应堆中污垢热导率测量困难的问题。

技术特征：

1.一种核反应堆污垢热导率确定方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模拟试验环境下，确定燃料包壳表面的污垢层的孔隙率，包括：

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，根据所述燃料包壳在热量传递过程中的热流密度，确定所述污垢层的热导率，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述燃料包壳的热导率与温度之间的第一关系式、所述燃料包壳在热量传递过程中对应的第一温度区间，以及所述燃料包壳的厚度，确定所述燃料包壳的热流密度，包括：

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述燃料包壳的热流密度、所述污垢层在热量传递过程中对应的第二温度区间，以及所述污垢层的厚度，确定所述污垢层的热导率，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述污垢层的热导率、孔隙率和污垢层内孔隙的热导率，确定所述污垢层中污垢的热导率，包括：

7.一种污垢热导率确定装置，其特征在于，所述装置包括：

8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本申请涉及反应堆技术领域，特别涉及一种污垢热导率确定方法、装置、计算机设备和存储介质。该方法包括：在模拟试验环境下，确定燃料包壳表面的污垢层的孔隙率，污垢层包括污垢和多个孔隙；根据燃料包壳在热量传递过程中的热流密度，确定污垢层的热导率；根据污垢层的热导率、孔隙率和污垢层内孔隙的热导率，确定污垢层中污垢的热导率。本申请能够获得反应堆污垢热导率参数。

技术研发人员：陈忠村,刘亚妮,陈威林,汪韬,刘虓瀚,金鑫,厉井钢
受保护的技术使用者：中广核研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16