(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 202111339555.5 (22)申请日 2021.11.12 (71)申请人 中国核电工程有限公司 地址 100840 北京市海淀区西三环北路1 17 号 (72)发明人 林兆娣　王陆廷　温华　孙立臣　 戴一辉　李陆军　杨岑　 (74)专利代理 机构 北京天昊联合知识产权代理 有限公司 1 1112 代理人 罗建民　邓伯英 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 30/18(2020.01) G06F 30/28(2020.01)G06F 111/10(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 113/14(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 反应堆大厅散热通风参数的设计方法及系 统 (57)摘要 本发明提供一种反应堆大厅散热通风参数 的设计方法及系统， 方法包括： 建立反应堆大厅 流体域模型并进行网格离散化， 通过仿真获取不 同的大厅送风量和电机进风温度， 拟合得第一 式； 考虑电机送风， 通过仿真获取不同的电机进 风和排风温度， 拟合得第二式； 计算电机散 热值， 进而得到其与电机排风温度的第三式， 根据该式 计算与电机散热量设计值对应的排风温度， 再根 据第二式， 计算与该排风温度对应的进风温度， 再计算电机通风量， 并判断其是否大于电机通风 量设计值， 若是， 则提高大厅送风量输入值， 返回 步骤S4， 反之， 则输 出大厅通风参数。 本发明所得 的大厅送 风量， 不仅能够保障大厅内空气温度满 足设计要求， 而且能够保证钠 泵电机送风散热达 到设计要求。 权利要求书4页 说明书17页 附图6页 CN 114169042 A 2022.03.11 CN 114169042 A 1.一种反应堆大 厅散热通 风参数的设计方法， 其特 征在于， 包括： S1： 根据通风系统、 反应堆大厅、 反应堆大厅内主要散热设备的结构参数， 建立反应堆 大厅内部的流体域模型； S2： 对所述 流体域模型进行网格离 散化， 形成网格模型； S3： 给定包括反应堆大厅内输钠管壁面散热参数在内的流体域参数， 针对不同的大厅 送风量， 对步骤S2所得的网格模型进行仿真分析， 获得与不同的大厅送风量对应的反应堆 大厅内部的温度场仿真结果， 在满足反应堆大厅设计温度的温度场仿 真结果中提取一回路 钠泵电机进风口处温度， 通过拟合得到大厅送风量与一回路钠泵电机进风温度的关系式， 设为第一关系式， 从第一关系式 中获取满足反应堆大 厅设计温度的大 厅送风量范围； S4： 给定包括大厅送风量输入值、 反应堆大厅内主要散热设备的散热参数， 以及一 回路 和二回路钠泵电机的通风量设计值在内的流体域参数， 所述大厅送风量输入值在步骤S1所 得的大厅送风量范围内； 针对不同的大厅送风温度， 对步骤S2所得的网格模型进行仿真分 析， 获得与不同的大厅送风温度对应的反应堆大厅内部的温度场仿真结果， 并在温度场仿 真结果中提取一回路钠泵电机进风口处温度和一回路钠泵电机排风口处温度， 通过拟合得 到一回路钠泵电机进风口处温度和一回路钠泵电机排风口处温度的关系式， 设为第二关系 式； S5： 根据步骤S4所得的第二关系式， 计算一回路钠泵电机排风口处温度和与其对应的 一回路钠泵电机进风口处温度的差值， 设为第一差值， 由所述第一差值和一回路钠泵电机 通风量设计值计算一回路钠泵电机散热值， 进而得到一回路钠泵电机散热值和一回路钠泵 电机排风口处温度的关系式， 设为第三关系式； S6： 根据步骤S5所得的第三关系式， 得出与一回路钠泵电机散热量设计值对应的一回 路钠泵电机排风口处温度计算值， 再根据步骤S4所得的第二关系式， 得出与一回路钠泵电 机排风口处温度计算值对应的一回路钠泵电机进风口处温度计算值， 计算一回路钠泵电机 排风口处温度计算值和一回路钠泵电机进风口处温度计算值的差值， 设为第二差值， 根据 一回路钠泵电机散热值和所述第二差值计算一回路钠泵电机通风量， 并与一回路钠泵电机 通风量设计值比较， 若计算所得的一回路钠泵电机通风量大于一回路钠泵电机通风量设计 值， 则提高大厅送风量输入值， 返回步骤S4， 反之， 则将所述大厅送 风量输入值、 一回路钠 泵 电机进风口处温度计算值和 一回路钠泵电机排风口处温度计算值作为反应堆大厅散热通 风参数输出。 2.根据权利要求1所述的反应堆大厅散热通风参数的设计方法， 其特征在于， 所述一 回 路钠泵电机 散热值和一回路钠泵电机通 风量之间的关系式如式(1)所示： 式中： G‑一回路钠泵电机通 风量， m3/h； Q‑一回路钠泵电机 散热值， k W； ρ‑空气密度， kg/m3； Cp‑空气的比热， kJ/kg ·℃； tp‑排风温度， ℃；权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114169042 A 2tj‑进风温度， ℃。 3.根据权利要求1所述的反应堆大厅散热通风参数的设计方法， 其特征在于， 反应堆大 厅内主要散热设备包括： 一回路钠 泵电机、 二回路钠泵电机、 输钠管壁面、 预热阱、 大中型设 备清洗容器和细长型设备清洗容器。 4.根据权利要求1所述的反应堆大厅散热通风参数的设计方法， 其特征在于， 所述通风 系统的结构参数包括： 送风管道的布置和尺寸、 送风管道上的送风口的尺寸和位置、 排风管 道的布置和尺寸、 排 风管道上的排 风口的尺寸和位置 。 5.根据权利要求1所述的反应堆大厅散热通风参数的设计方法， 其特征在于， 所述反应 堆大厅的结构参数包括： 反应堆大 厅的尺寸， 以及大 厅内主要建筑物的尺寸。 6.根据权利要求1 ‑5任一项所述的反应堆大厅散热通风参数的设计方法， 其特征在于， 所述步骤S3中， 对步骤S2所 得的网格模型进行仿真 分析的过程 为： 1)将步骤S2所 得的网格模型导入FLUENT软件中； 2)设定流体域参数， 包括： 大厅送风量及送风温度、 反应堆大厅内输钠管壁面散热参 数； 3)设定环境空气温度和密度， 及重力方向及重力加速度； 4)设定边界条件， 包括： 送风管道入口设置为速度入口边界， 排风管出口设置为压力出 口边界， 输钠管壁面设置为恒热流边界或恒温边界， 钠 泵电机外壁面设为恒定热流边界， 其 它墙壁设置为 绝热边界； 5)设定湍流模型， 选择 标准K‑ε湍流模型； 6)离散方程的求解选择分离变量法， 速度与压力的解耦方法选择SIMPLEC算法， 速度和 温度场的离 散格式采用高精度QUICK格式； 7)进行迭代计算。 7.根据权利要求1 ‑5任一项所述的反应堆大厅散热通风参数的设计方法， 其特征在于， 所述步骤S4中， 对步骤S2所 得的网格模型进行仿真 分析的过程 为： 1)将步骤S2所 得的网格模型导入FLUENT软件中； 2)设定流体域参数， 包括： 大厅送风量及送风温度、 反应堆大厅内输钠管壁面散热参 数、 一回路和二回路钠泵电机的通 风量设计值； 3)设定环境空气温度和密度， 及重力方向及重力加速度； 4)设定边界条件， 包括： 送风管道入口设置为速度入口边界， 排风管出口设置为压力出 口边界， 输钠管壁面设置为恒热流边界， 钠 泵电机进风口处设为速度入口边界， 其它墙壁设 置为绝热边界； 5)设定湍流模型， 选择 标准K‑ε湍流模型； 6)离散方程的求解选择分离变量法， 速度与压力的解耦方法选择SIMPLEC算法， 速度和 温度场的离 散格式采用高精度QUICK格式； 7)进行迭代计算。 8.一种反应堆大厅散热通风参数的设计系统， 其特征在于， 包括： 模型建立模块、 网格 离散化模块、 仿真 分析模块、 计算模块、 判断模块和执 行模块， 所述模型建立模块用于根据通风系统、 反应堆大厅、 反应堆大厅内主要散热设备的结 构参数， 建立反应堆大 厅内部的流体域模型；权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114169042 A 3