(19)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 20221023890 6.1 (22)申请日 2022.03.11 (71)申请人 华北电力大 学 地址 102206 北京市昌平区回龙观北农路2 号华北电力大 学 (72)发明人 陆道纲　郭劲松　张钰浩　隋丹婷　 张学渊　 (74)专利代理 机构 北京慕达星云知识产权代理 事务所 (特殊普通合伙) 11465 专利代理师 李冉 (51)Int.Cl. G06F 30/28(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 16/21(2019.01)G06F 16/23(2019.01) (54)发明名称 池式快堆多热阱并行冷却三维CFD与系统程 序耦合分析方法 (57)摘要 本发明提供了一种池式快堆多热阱并行冷 却三维CFD与系统程序耦合分析方法， 将冷却回 路使用一维系统程序来进行计算， 在Fluent三维 计算程序中进行一回路的计算， 利用DLL的特性， 使用UDF作为接口将Fortran系统程序计算的冷 却回路结果与Fluent中计算的主回路结果实时 交换， 更新一、 二回路 交界处两边的边界条件， 使 得计算结果能够充分反映各回路之间的影响， 获 得各个工况下一回路更详细准确的温度场分布 情况， 在很大程度上减少计算资源的需求， 提高 计算资源的使用效率， 进而实现较为详细的快堆 三维瞬态数值模拟。 权利要求书2页 说明书8页 附图4页 CN 114611426 A 2022.06.10 CN 114611426 A 1.一种池式快堆多热阱并行冷却三维CFD与系统程序耦合分析方法， 池式快堆包括快 堆主回路和冷却回路， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤一、 对主回路中的设备本体进行三维模型建模， 对主回路热交换器流体域、 实现主 回路与冷却回路 之间传热的换 热管道以及冷却回路模型在一维系统程序中进行建模； 步骤二、 编译一维系统程序动态数据库， 所述一维系统程序动态数据库用于存储并计 算冷却回路模型的换热功率； 编写UDF， 所述UDF用于获取主 回路热交换器三维模型入口温 度和流量； 步骤三、 利用UDF在Fluent三维计算程序中实时计算获取主回路热交换器三维模型入 口温度和 流量， 并调用所述一维系统程序动态数据库， 利用一维系统程序根据主回路热交 换器三维模型入口温度和流量对热 交换器的换热功 率进行计算， 并更新所述一维系统程序 动态数据库； 步骤四、 UDF调用一维系统程序动态数据库， 并将所述换热功率作为主回路和冷却回路 之间的换热边界条件， 回传至Fluent三维计算程序， 进行池式快堆主回路 的热工水力瞬态 计算。 2.根据权利要求1所述的池式快堆多热阱并行冷却三维CFD与系统程序耦合分析方法， 其特征在于， 所述步骤一包括： 对主回路与冷却回路换热边界相关的设备本体进行三维模 型建模， 所述设备本体包括堆芯、 主泵、 独立热交换器壳体、 中间热交换器壳体及堆内相关 支承构件。 3.根据权利要求1所述的池式快堆多热阱并行冷却三维CFD与系统程序耦合分析方法， 其特征在于， 所述 步骤三包括： 一维系统程序根据接收的主回路热交换器三维模型入口流量和温度计算冷却回路的 流量； 计算出主回路热交换器流体域以及冷却回路的出口温度； 根据计算出的温度以及流 量信息获取 热交换器的换 热功率； 其中， 所述热交换器包括中间热交换器和独立热交换器。 4.根据权利要求1所述的池式快堆多热阱并行冷却三维CFD与系统程序耦合分析方法， 其特征在于， 所述 步骤三中对所述 一维系统程序动态数据库进行 更新的步骤 包括： 在UDF及一维系统程序动态数据库中定义 一个参数QCFD， 即换 热功率； 在耦合计算时QCFD的值先传递至一维系统程序动态数据库中， 在一维系统程序动态数 据库中被 计算出的更新 值覆盖然后传回UDF中； 在UDF中将更新的QCFD值赋值给Q用于步骤四的边界条件更新。 5.根据权利要求1所述的池式快堆多热阱并行冷却三维CFD与系统程序耦合分析方法， 其特征在于， 所述池式快堆回路的热工水力瞬态计算值包括： 堆芯、 独立热交换器、 中间热 交换器、 主泵和堆内相关支承构件区域的参数三 维分布， 包括： 温度分布、 流速 分布、 压力分 布。 6.根据权利要求1所述的池式快堆多热阱并行冷却三维CFD与系统程序耦合分析方法， 其特征在于， 所述一 维系统程序根据主回路热 交换器三 维模型入口温度和流量进 行计算的 一维结果包括： 主回路热 交换器换热功 率、 冷却回路流量、 主回路热 交换器流体域以及冷却 回路的出口温度。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114611426 A 27.根据权利要求1所述的池式快堆多热阱并行冷却三维CFD与系统程序耦合分析方法， 其特征在于， 所述 步骤四之后还 包括验证校核 耦合计算结果的步骤： 一维系统程序根据主回路热交换器流体域模型， 计算得到一维系统程序中主回路热交 换器流体域出口温度； 将一维系统程序计算出的主回路热交换器流体域出口温度与步骤四中Fluent三维计 算程序计算出的主回路热交换器三维模型的出口温度进行对比， 即完成验证耦合计算效 果。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114611426 A 3