(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 202210873680.2 (22)申请日 2022.07.21 (71)申请人 中国核动力研究设计院 地址 610000 四川省成 都市双流区长顺大 道一段328号 (72)发明人 邓坚　黄涛　丁书华　吴丹　刘余　 李仲春　彭诗念　杨洪润　冉旭　 钱立波　卢川　杜鹏　鲍辉　 沈丹红　 (74)专利代理 机构 成都行之专利代理事务所 (普通合伙) 51220 专利代理师 喻英 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/18(2006.01)G06F 111/10(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种适用 于棒束通道的相间阻力分析方法 及装置 (57)摘要 本发明公开了一种适用于棒束通道的相间 阻力分析方法及装置， 包括： 根据棒束通道， 对棒 束通道的流型进行判断， 获取流型判断结果； 根 据流型判断结果， 针对不同流型采用不同的相间 阻力模型进行相间阻力的计算； 流型判断结果包 括泡状流、 帽状流和环状流。 本发明基于曳力模 型开发， 重点在曳力系数和相界面浓度上考虑了 棒束通道内强烈搅浑特性的影 响， 根据棒束通道 结构形式， 仅对不同流型下的界面浓度和曳力系 数进行修正， 确保了不同结构通道内相间阻力模 型的一致性； 同时通过在曳力系数和相界面浓度 上考虑了棒束通道内强烈搅浑特性的影 响， 使核 反应堆堆芯燃料组件中棒束通道的相 间阻力计 算分析更加精准。 权利要求书3页 说明书8页 附图2页 CN 115130323 A 2022.09.30 CN 115130323 A 1.一种适用于棒束通道的相间阻力分析 方法， 其特 征在于， 该 方法包括： 根据棒束通道， 对所述 棒束通道的流型进行判断， 获取流型判断结果； 根据所述流型判断结果， 针对不同流型采用不同的相间阻力模型进行相间阻力的计 算； 其中： 所述 流型判断结果包括 泡状流、 帽 状流和环状流。 2.根据权利要求1所述的一种适用于棒束通道的相间阻力分析方法， 其特征在于， 所述 的对所述 棒束通道的流型进行判断， 获取流型判断结果； 判断的依据是： 根据棒束通道的流 量和空泡份额进行流型判断； 若棒束通道的空泡份额小于 0.2时， 流型判断结果 为泡状流； 若棒束通道的流量小于等于3000kg/(m2.s)且空泡份额介于0.2至0.85， 或者棒束通道 的流量大于3000kg/(m2.s)且空泡份额介于 0.4至0.85， 流型判断结果 为帽状流； 若棒束通道的空泡份额大于 0.85时， 流型判断结果 为环状流。 3.根据权利要求1所述的一种适用于棒束通道的相间阻力分析方法， 其特征在于， 针对 泡状流采用第一相间阻力模型进 行相间阻力的计算， 所述第一相间阻力模 型是利用考虑棒 束通道搅浑特性形成的相界面浓度而得到的相间阻力模型； 针对帽状流采用第二相间阻力模型进行相间阻力的计算； 针对环状流采用第三相间阻力模型进行相间阻力的计算。 4.根据权利要求3所述的一种适用于棒束通道的相间阻力分析方法， 其特征在于， 所述 第一相间阻力模型和第二相间阻力模型的均为关系式为： 其中， Fi为相间阻力； ρc为连续相密度即液相密度ρf或者气\汽相密度ρg； vr为气\汽相与 液相之间的相对速度， 即vr＝vg‑vf， vg和vf分别为气\汽相和液相速度； CD为曳力系数； agf为 相界面浓度。 5.根据权利要求4所述的一种适用于棒束通道的相间阻力分析方法， 其特征在于， 所述 第一相间阻力模型的相界面浓度计算公式为： 其中， α 为空泡份额； σ 为粘性系数， 通过Chex al‑Lellouche关系式计算得到； Cj1是考 虑到棒束通道 搅浑对气泡 特性影响得到的第一关键 参数， Cj2是考虑到 棒束通道 搅浑对气泡 特性影响得到的第二关键参数。 6.根据权利要求4所述的一种适用于棒束通道的相间阻力分析方法， 其特征在于， 所述 第二相间阻力模型是根据帽状流流型界面浓度封闭以流型转变处空泡份额与实际空泡份 额比值修正泡状流相界面浓度； 所述第二相间阻力模型的相界面浓度计算公式为：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115130323 A 2其中， αbc为泡状流向帽 状流转变的空泡份额； 所述第二相间阻力模型的曳力系数计算公式为： 其中， CD为曳力系数， αbc为帽状流向环状流转变的空泡份额， Δρ 为液相密度ρf与气\汽 相密度ρg之差。 7.根据权利要求4所述的一种适用于棒束通道的相间阻力分析方法， 其特征在于， 所述 第三相间阻力模型包括气\汽芯相间阻力子模型和液滴相间阻力子模型； 所述第三相间阻力模型的表达式为： Fi＝Fi_c+Fi_d 其中， Fi_c为气\汽芯的相间阻力， Fi_d为液膜的相间阻力， Fi_c和Fi_d均采用与第一相间 阻力模型相同的关系式计算， 同时对相应的曳力系数和界面浓度进行修 正。 8.根据权利要求7所述的一种适用于棒束通道的相间阻力分析方法， 其特征在于， 所述 的对相应的曳力系数和相界面浓度进行修 正， 包括： 对于气\汽芯， 气\汽芯的曳力系数CD_c和气\汽芯的相界面浓度αff， 计算公式为： 1)当汽相雷诺数Reg小于500时， 2)当汽相雷诺数Reg大于1500时， CD_c＝0.02{1+15 0[1‑(1‑αff)0.5]}    (7) 其中， αf为液膜/液相份额， Cf是与棒束 通道结构相关的常数； αf为空泡份额， vg为汽相速 度， αff为夹带份额； 3)汽相雷诺数Reg介于500至1500之间时， 气\汽芯的曳力系数的计算公式采用公式(6) 与公式(7)之间的差值； 相界面浓度agf_c计算公式为：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115130323 A 3