近日,反應堆工程研究所高溫氣冷堆旁流分析團隊在專用工具平臺研發方面取得新進展,成功突破高溫堆堆芯旁流分析關鍵技術,研發出高溫堆專用流體網絡分析平臺。該平臺不僅計算精度可與傳統三維CFD軟件媲美,求解速度更由原先的數月大幅提升至數秒,為核電安全設計和高效研發注入了全新的技術動能。

球床式高溫氣冷堆采用石墨磚散體堆砌結構,相較“華龍一號”“國和一號”等金屬圍筒結構,其堆內流道更多、結構更復雜、密封難度更大,導致旁流路徑多、特性不清、份額難以準確確定,限制了反應堆功率提升和整體經濟性。目前旁流分析主要依賴一維流網法和三維CFD法,但前者精度不足,后者建模復雜、成本高。如何快速、準確、經濟地開展高溫氣冷堆旁流特性分析成為反應堆工程設計必須攻克的技術瓶頸。
針對上述難題,該團隊另辟蹊徑,充分結合堆內構件的結構特征,融合三維CFD方法、流體網絡理論、多孔介質理論等,系統建立了適用于散體堆砌結構特征下流動現象的網絡表征方法,并在此基礎上研發了高溫氣冷堆專用旁流分析平臺。
通過模塊化架構與參數化建模設計,平臺實現了三項突破性成果:一是精度對標三維CFD,關鍵參數偏差控制在5%以內,全面覆蓋主流、功能性和結構性旁流;二是效率實現躍升,摒棄三維建模的繁瑣流程,以低代碼參數化建模快速生成全堆芯流體網絡模型,將原需數月完成的計算壓縮至數秒;三是實現自主調參與快速反饋,支持石墨磚厚度、窄縫寬度、通道截面積等參數動態調整,并通過內置智能后處理模塊構建“調整—反饋—優化”的閉環流程,使結構優化真正做到“一鍵直達”。
從現象認知到理論建模,再到工具平臺構建,反應堆工程研究所技術團隊踐行“三堅精神”,堅定不移地追求“精準高效”的研發理念,堅持不懈地推動技術迭代與優化,堅決果敢地矢志創新、敢為天下先,不斷提升核能院自主創新能力與實力,為華能核電產業高質量發展注入持續動力。
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