铅铋快堆堵流事故工况下组件内流动传热数值模拟的任务书.docx

铅铋快堆堵流事故工况下组件内流动传热数值模拟的任务书
任务书：铅铋快堆堵流事故工况下组件内流动传热数值模拟
1.背景介绍
铅铋快堆堵流事故是一种可能发生在液态金属快堆中的严重事故，其原因一般是由于系统中的管道、泵等设备发生故障，导致铅铋冷却剂流动受阻，进而引发堆芯过热、烧蚀等问题。在此类事故中，液态金属很可能从管道、设备中溢出，形成池沸腾，从而对冷却剂循环和传热产生较大影响，严重威胁核电站的安全性。
为了预测和控制铅铋快堆堵流事故中组件内流动传热的行为，进行数值模拟已成为一种重要方法。通过数值模拟，可以分析液态金属在组件内的流动规律，预测传热特性，并在事故发生前提出可行的措施，以及事故发生后快速反应，确保事故对核电站的影响最小化。
2.任务内容
本次任务的主要内容包括：
2.1确定模拟物理模型
首先，需要确定铅铋快堆堵流事故中所涉及的物理模型。根据故障位置和涉及组件的不同，物理模型可能包括管道、泵、堆芯和换热器等部件。在选定物理模型后，需要考虑采用哪种数值方法来模拟组件内流动传热。
2.2建立数值模拟模型
基于选定的物理模型，需要设计和建立相应的数值模拟模型。其中，需要考虑模拟所需的计算资源、初始条件、边界条件等情况，并进行参数选择和计算步骤优化等工作。
2.3模拟组件内液态金属的流动规律
通过数值模拟，在确定的物理模型和数值模拟模型的基础上，在稳态和不稳定情况下，模拟液态金属在组件内的流动规律。其中，需要考虑的因素包括流动速度、流量、压力、温度等因素。
2.4模拟组件内传热特性
除了流动规律外，在数值模拟中还需要分析组件内的传热特性。这包括池沸腾液态金属的传热特性、非池沸腾液态金属的传热特性、组件内的对流传热和辐射传热等方面的内容。
2.5模拟组件内液态金属的安全问题
在液态金属快堆堵流事故中，液态金属从管道、设备中溢出，并形成池沸腾，可能导致压力升高、热通量增加、结构应力过大等问题，进而导致严重的安全问题。因此，需要在数值模拟中分析这些问题，提出可行的措施。
3.任务执行计划
本次任务执行计划约定如下：
任务开始时间：2022年10月1日
任务结束时间：2024年9月30日
任务执行过程：
阶段一：确定物理模型和数值模拟模型，包括任务规划和设计，确定数值模拟方法和参数，完成初步计算，总结和分析计算结果。计划耗时3个月。
阶段二：深入研究模拟物理模型，调整和优化数值模拟模型，深入分析组件内液态金属的流动规律和传热特性，提出措施。计划耗时9个月。
阶段三：加强求解平台的稳定性测试，并继续模拟组件内液态金属的安全问题，进一步优化计算模型。计划耗时9个月。
阶段四：总结分析计算结果，撰写论文，确定实现方案和推广方案，为液态金属快堆堵流事故防范和控制提供相关技术支持。计划耗时3个月。
4.任务实施要求
本次任务实施要求如下：
4.1系统性和实用性
数值模拟研究需要具有系统性、实用性，对组件内流动传热特性有准确的描述，并从实际运用的角度出发，提出可行的建议和措施。
4.2创新性和先进性
数值模拟研究要有所创新，不断提高和改进模拟方法，尽可能优化计算过程，提高计算效率和精度。同时，要紧跟技术的发展和未来需求，确保研究的先进性。
4.3可操作性和可复现性
数值模拟研究结果应具有可操作性，无论是数值模型的构建还是计算结果的分析和提出，可操作性很重要。同时，为了能够在未来得以重复和复述，研究结果应该清晰明了，可复现性很重要。
5.阶段性研究成果要求
在各个阶段的研究中，需要按照以下要求完成阶段性研究成果：
阶段一：完成计算模型的建立，将初步计算结果总结和分析。成果以论文形式呈现，包括基本思路、方法步骤、计算结果分析等部分。
阶段二：以阶段一的计算结果和分析为基础，深入分析液态金属的流动规律和传热特性，在此基础上提出措施。成果应包括论文和最终结果报告。
阶段三：在阶段二的基础上，加强求解平台的稳定性测试，并继续模拟组件内液态金属的安全问题，进一步优化计算模型。成果包括论文、最终结果报告和计算模型的详细说明。
阶段四：总结分析计算结果，撰写论文，确定实现方案和推广方案，为液态金属快堆堵流事故防范和控制提供相关技术支持。成果应包括根据计算结果提出的建议、可行性分析等内容。