基于全隐算法的螺旋管蒸汽发生器瞬态分析程序开发及验证

高温气冷堆螺旋管蒸汽发生器两侧的运行工质分别为氦气和水，两者物性差异大，瞬态响应时间不同，用传统半隐数值求解方法开发得到的热工安全程序往往会因为库朗特准则而降低时间步长，从而降低蒸汽发生器热工水力程序的计算效率。本文以高温气冷堆螺旋管蒸汽发生器为研究对象，以均相流水力学模型为基础，采用对流-扩散项全隐差分格式算法求解基本守恒方程，采用流热全耦合算法求解传热管的导热过程，开发了全新的高温气冷堆螺旋管蒸汽发生器瞬态分析程序NUSOL-HTGRSG。采用球床模块式高温气冷堆（High Temperature Reactor-Pebble bed Modules，HTR-PM）蒸汽发生器的设计工况和经...

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Published inHé jìshu Vol. 48
Main Authors 刘 伟, 胡 守印, 续 亮, 汤 霆辉, 李 雪琳, 王 朗, 吴 攀, 单 建强
Format Journal Article
LanguageChinese
Published Science Press 01.05.2025
Subjects
全隐算法
瞬态特性分析
程序开发
螺旋管式蒸汽发生器
高温气冷堆
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ISSN0253-3219
DOI10.11889/j.0253-3219.2025.hjs.48.240029

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Abstract 高温气冷堆螺旋管蒸汽发生器两侧的运行工质分别为氦气和水，两者物性差异大，瞬态响应时间不同，用传统半隐数值求解方法开发得到的热工安全程序往往会因为库朗特准则而降低时间步长，从而降低蒸汽发生器热工水力程序的计算效率。本文以高温气冷堆螺旋管蒸汽发生器为研究对象，以均相流水力学模型为基础，采用对流-扩散项全隐差分格式算法求解基本守恒方程，采用流热全耦合算法求解传热管的导热过程，开发了全新的高温气冷堆螺旋管蒸汽发生器瞬态分析程序NUSOL-HTGRSG。采用球床模块式高温气冷堆（High Temperature Reactor-Pebble bed Modules，HTR-PM）蒸汽发生器的设计工况和经过验证的螺旋管直流式蒸汽发生器热工水力分析程序NUSOL-SG的瞬态计算结果开展了稳瞬态的验证。稳态计算结果表明：一次侧、二次侧出口温度及两侧压降误差基本小于1%。瞬态计算结果表明：相同工况下，两个程序的瞬态响应结果的最大相对偏差为1.4%。验证结果表明：NUSOL-HTGRSG程序能够有效预测高温气冷堆中螺旋管蒸汽发生器在稳态工况下的运行参数，并且能以较大时间步长（5 s）准确预测其瞬态特性。
AbstractList 高温气冷堆螺旋管蒸汽发生器两侧的运行工质分别为氦气和水，两者物性差异大，瞬态响应时间不同，用传统半隐数值求解方法开发得到的热工安全程序往往会因为库朗特准则而降低时间步长，从而降低蒸汽发生器热工水力程序的计算效率。本文以高温气冷堆螺旋管蒸汽发生器为研究对象，以均相流水力学模型为基础，采用对流-扩散项全隐差分格式算法求解基本守恒方程，采用流热全耦合算法求解传热管的导热过程，开发了全新的高温气冷堆螺旋管蒸汽发生器瞬态分析程序NUSOL-HTGRSG。采用球床模块式高温气冷堆（High Temperature Reactor-Pebble bed Modules，HTR-PM）蒸汽发生器的设计工况和经过验证的螺旋管直流式蒸汽发生器热工水力分析程序NUSOL-SG的瞬态计算结果开展了稳瞬态的验证。稳态计算结果表明：一次侧、二次侧出口温度及两侧压降误差基本小于1%。瞬态计算结果表明：相同工况下，两个程序的瞬态响应结果的最大相对偏差为1.4%。验证结果表明：NUSOL-HTGRSG程序能够有效预测高温气冷堆中螺旋管蒸汽发生器在稳态工况下的运行参数，并且能以较大时间步长（5 s）准确预测其瞬态特性。
Author 王 朗
刘 伟
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