relap5英文手册阅读笔记.pdf

2 基本规则 Relap5 是专门计算单相或两相流动系统的程序之一。在选择一种计算程序 之前， 要考虑该程序是否有能力处理和分析要解决的问题，对计算机有什么特殊 要求，是否经济，以及怎样更好地使用该程序。 2. 1 relap5 的功能 Relap5 用于轻水热工水力系统。最初是为了计算压水堆破口失水事故而编 写的， 经过不断地发展，现在可用于计算许多热工水力系统的瞬态过程。如:破 口失水事故、运行瞬态。可用于生产堆、 实验堆和反应堆模拟器。还可以用于沸 水堆。 Relap5 用六个非平衡、非均匀的方程模拟两流体系统。同时可模拟有棚和 不凝气体存在的情况。中子动力学用点堆动力学方程。联合场方程和点堆方程可 模拟反馈效应。可以模拟板材和流体间的传热过程。控制系统可以模拟设备的控 制器，部件模型可以模拟核电厂配套设备〈如汽轮机、泵、冷凝器等)。 2. 1. 2 relap5 主要用于计算运行和事故瞬态中流体的行为特性。计算出的流 体瞬态压力原则上可用于部件的结构载荷分析〈如:水锤、汽锤)，还可以计算 声波(压力波〉在管道和设备内的传播。但 relap5 很少用于结构分析，因此， 要谨慎对待计算结果，并且尽量避免把 relap5 应用于这些场合，因为 relap5 不是计算上述问题的最佳程序。 2. 2 热工水力分析的描述 用 relap5 解决问题的基本步骤: (1)收集和整理描述边界条件和初始条件 的详细信息。有些信息需要由专门的部门和机构提供。 (2) 详细描述问题并将问 题节点化。需要成立专门小组来评价模型的合理性。 (3) 输入问题。将初始条件 和边界条件输入到一个计算机文件中。 (4) 检查对问题的描述和输入。检查初始 信息的来源是否合理， 导出量的计算是否，对模型的简化是否合理。 (5) 运行程 序，分析计算结果。 2. 2. 1 收集和整理信息 Relap5 的输入信息可分为四个方面: 水力学、热构件、控制系统、中子动 力学。 水力学信息包括: (1)流动面积 (2) 流动长度 (3) 竖直取向 (4) 足以计 算水力直径的几何条件 (5) 壁面粗糙度 (6) 计算流动损失的信息。例如: 弯管 几何形状、面积突扩形状、阀的几何形状、阀的额定流量、设备启动试验数据等。 (7) 设备初始条件 (8) 泵的参数 热构件信息包括: (1)材料的厚度 (2) 材料的质量 (3) 管长 (4) 内外径 (5) 材料类型 (6) 材料的热物性随温度的变化规律。如:热导率、密度、比热 等。 (7) 加热功率(如有热源项) (8) 热源分布 (9) 初始温度分布 控制系统信息包括: (1)控制系统方块图 (2) 控制系统与被控对象的关系 (3) 控制器特征 (4) 滤波器特征 (5) 设定值 (6) 增益 (7) 饱和限 (8) 滞后 (9) 被控设备特性(10) 阀的行程速度(11)最大(最小〉泵的转速(12) 最 大(最小〉循环速度 中子动力学信息包括: (1)初始反应性 (2) 照射数据 (3) 缓发中子份额(4) 裂变产物产额 (5) 铜系元素产额 (6) 反应性特征 2. 2. 2 详细描述问题并将问题节点化 将需要建立模型的系统隔离开来， 明确其边界。系统的模型由若干控制体(节 点〉组成。建立各个控制体的过程就是将问题节点化的过程。建好的模型应由其 他人检查以确保其正确性。 2. 2. 2. 1 确定系统边界 2. 2. 2. 2 将模型节点化 将模型划分为若干控制体， 这些控制体主要是一些有入口接点和出口接点的 流管。控制体由接管 (juncti on) 连接。程序计算控制体中心的平均流动特性和 接点处的流动矢量特性。 节点的尺寸受计算数值稳定性、 运行时间、 空间收敛性的影响。一般说来在 结果满足空间收敛性的前提下节点的尺寸越大越好。因为节点的尺寸直接影响运 行时间: 节点越小， 最大时间步长越小， 这是为了保证数值稳定性。 模型中除了流管外， 还有一些静止的构件， 这些构件可以储存热量， 有的甚 至还含有内热源。程序可以模拟这些构件与流体之间的一维热传递。