铅水反应中铅铋合金凝固时间确定方法及装置

1.本发明涉及核反应堆技术领域，尤其是涉及一种铅水反应中铅铋合金凝固时间确定方法及装置。


背景技术：

2.水与铅铋合金直接接触后会发生相变传热，水从铅铋合金侧快速吸收热量发生相变，容易导致接触界面因热力不平衡导致铅铋合金出现脉冲波动，当铅铋合金的温度下降到其凝固点时，铅铋合金将发生凝固。铅铋合金凝固是导致蒸汽发生器传热管破裂(sgtr)事故的重要影响因素，当蒸汽发生器传热管发生破裂后，铅铋合金将发生凝固，导致反应堆内出现局部堵流，进而导致严重的堆芯损坏事故，而确定铅水反应中铅铋合金凝固时间对于堆芯事故处理研究具有重要意义。因此，如何确定铅水反应中铅铋合金凝固时间成为亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种铅水反应中铅铋合金凝固时间确定方法及装置，能够准确计算出任意工况下不同的主导因素取值下是否会出现铅铋合金凝固以及出现铅铋合金凝固时的凝固时间，对于铅基快堆sgtr事故的预测和应对具有较大应用意义。
4.为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
5.第一方面，本发明实施例提供了一种铅水反应中铅铋合金凝固时间确定方法，包括：获取铅水反应中计算铅铋合金凝固时间的特性热焓方程以及影响所述铅铋合金凝固时间的主导因素；获取铅水反应工况下所述主导因素的取值；其中，所述主导因素包括铅铋合金与水的温差、水流喷射初始速度和注水管径；将所述主导因素的取值输入所述特征热焓方程，计算得到所述铅水反应工况下所述铅铋合金的凝固时间；其中，当所述凝固时间大于零时确定所述铅铋合金会出现凝固，当所述凝固时间小于零时确定所述铅铋合金不会出现凝固。
6.进一步，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述铅水反应中铅铋合金凝固时间确定方法还包括：基于预设的传热分析算法确定铅水反应中计算所述铅铋合金凝固时间的特性热焓方程。
7.进一步，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述基于预设的传热分析算法确定铅水反应中计算所述铅铋合金凝固时间的特性热焓方程的步骤，包括：基于热焓法对零维的非稳态凝固过程中能量和温度仅随时间变化情况下的凝固换热过程进行计算，得到零维系统内的凝固时间热焓方程；基于所述零维系统内的凝固时间热焓方程确定宏观尺度下铅水反应中铅铋合金凝固时间的特性热焓方程。
8.进一步，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述基于所述零维系统内的凝固时间热焓方程确定宏观尺度下铅水反应中铅铋合金凝固时间的特性热焓方程的步骤，包括：基于所述零维系统内的凝固时间热焓方程确定实际铅水反应中
微元的固化时间特性热焓方程；基于控制变量法对所述微元的固化时间特性热焓方程进行宏观验证，得到宏观尺度下铅水反应中铅铋合金凝固时间的特性热焓方程以及影响铅铋合金凝固时间的外部因素中的主导因素。
9.进一步，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述基于控制变量法对所述微元的固化时间特性热焓方程进行宏观验证的步骤，包括：基于控制变量法将所述微元的固化时间特性热焓方程中的所述外部参数转变为方程参数，基于预设仿真软件对所述外部参数进行插值分布以及批量仿真，以得到各外部因素对应的凝结核出现时间；基于各所述外部因素对应的凝结核出现时间的相对变化值，从所述外部因素中筛选出所述主导因素。
10.进一步，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述外部因素包括：铅铋合金与水的温差、水流喷射初始速度、注水管径、壁温、铅铋合金组分、初始压力、反应域尺寸和喷射背压。
11.进一步，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述特性热焓方程为：
[0012][0013]
其中，t
′
solidification
为所述凝固时间，a
injection
为所述注水管径，v
injection
为所述水流喷射初始速度，t
lbe,ave
为初始铅铋合金的平均温度，t
water,ave
为注入水的平均温度，ρw为水的密度，h
f,ave
为平均对流换热系数，c
′
sgtr
为所述特性热焓方程的特征常数，m
t
为参与变相过程材料的质量，δh为凝固变相潜热。
[0014]
第二方面，本发明实施例还提供了一种铅水反应中铅铋合金凝固时间确定装置，包括：第一获取模块，用于获取铅水反应中计算铅铋合金凝固时间的特性热焓方程以及影响所述铅铋合金凝固时间的主导因素；第二获取模块，用于获取铅水反应工况下所述主导因素的取值；其中，所述主导因素包括铅铋合金与水的温差、水流喷射初始速度和注水管径；计算模块，用于将所述主导因素的取值输入所述特征热焓方程，计算得到所述铅水反应工况下所述铅铋合金的凝固时间；其中，当所述凝固时间大于零时确定所述铅铋合金会出现凝固，当所述凝固时间小于零时确定所述铅铋合金不会出现凝固。
[0015]
第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：处理器和存储装置；所述存储装置上存储有计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器运行时执行如第一方面任一项所述的方法。
[0016]
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行上述第一方面任一项所述的方法的步骤。
[0017]
本发明实施例提供了一种铅水反应中铅铋合金凝固时间确定方法及装置，首先获取铅水反应中计算铅铋合金凝固时间的特性热焓方程以及影响铅铋合金凝固时间的主导因素；再获取铅水反应工况下主导因素的取值；其中，主导因素包括铅铋合金与水的温差、水流喷射初始速度和注水管径；最后将主导因素的取值输入特征热焓方程，计算得到铅水反应工况下铅铋合金的凝固时间；其中，当凝固时间大于零时确定铅铋合金会出现凝固，当
凝固时间小于零时确定铅铋合金不会出现凝固。本发明通过获取计算铅铋合金凝固时间的特性热焓方程以及影响铅铋合金凝固出现时间的外部主导因素，可以准确计算出任意工况下不同的主导因素取值下是否会出现铅铋合金凝固以及出现铅铋合金凝固时的凝固时间，对于铅基快堆sgtr事故的预测和应对具有较大应用意义。
[0018]
本发明实施例的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本发明实施例的上述技术即可得知。
[0019]
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0020]
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]
图1示出了本发明实施例所提供的一种铅水反应中铅铋合金凝固时间确定方法流程图；
[0022]
图2示出了本发明实施例所提供的一种铅铋合金焓与温度的关系图；
[0023]
图3示出了本发明实施例所提供的一种理想环境计算简化模型示意图；
[0024]
图4a示出了本发明实施例所提供的一种不同铅铋合金与水的温差下凝固时间对比图；
[0025]
图4b示出了本发明实施例所提供的一种不同喷射初始速度下凝固时间对比图；
[0026]
图4c示出了本发明实施例所提供的一种不同注水管径下凝固时间对比图；
[0027]
图5示出了本发明实施例所提供的一种铅水反应中铅铋合金凝固时间确定装置结构示意图。
具体实施方式
[0028]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0029]
本实施例提供了一种铅水反应中铅铋合金凝固时间确定方法，应用于计算机等电子设备，参见图1所示的铅水反应中铅铋合金凝固时间确定方法流程图，该方法主要包括以下步骤：
[0030]
步骤s102，获取铅水反应中计算铅铋合金凝固时间的特性热焓方程以及影响铅铋合金凝固时间的主导因素。
[0031]
为了根据任意工况下外部因素的取值确定铅水反应中铅铋合金出现凝固的时间，获取能够对铅铋合金的凝固时间产生较大影响的外部工况参数，记为主导因素，获取能够基于铅水反应工况的主导因素计算出铅铋合金凝固时间的特性热焓方程，该特性热焓方程可以预先构建得到的，也可以是根据铅水反应的凝固相变传热过程实时构建得到的。
[0032]
步骤s104，获取铅水反应工况下主导因素的当前数值。
[0033]
上述主导因素为影响铅铋合金凝固时间的主要外部因素，上述主导因素包括铅铋合金与水的温差、水流喷射初始速度和注水管径。
[0034]
步骤s106，将主导因素的取值输入特征热焓方程，计算得到工况下铅铋合金的凝固时间。
[0035]
当需要计算任意铅水反应工况下铅铋合金的凝固时间时，将该铅水反应工况下主导因素的取值输入特征热焓方程中，可以计算得到该铅水反应工况下铅铋合金的凝固时间，根据该凝固时间可以判断该铅水反应工况下铅铋合金是否会出现凝固，其中，当凝固时间大于零时确定铅铋合金会出现凝固，且该凝固时间数值为可稳定存在并发展的凝固核的出现时间，当凝固时间小于零时确定铅铋合金不会出现凝固。
[0036]
本实施例提供的上述铅水反应中铅铋合金凝固时间确定方法，通过获取计算铅铋合金凝固时间的特性热焓方程以及影响铅铋合金凝固出现时间的外部主导因素，可以准确计算出任意工况下不同的主导因素取值下是否会出现铅铋合金凝固以及出现铅铋合金凝固时的凝固时间，对于铅基快堆sgtr事故的预测和应对具有较大应用意义。
[0037]
在一种可行的实施方式中，本实施例提供的铅水反应中铅铋合金凝固时间确定方法，还包括：基于预设的传热分析算法确定铅水反应中计算铅铋合金凝固时间的特性热焓方程。基于预设的传热分析算法研究铅水反应中铅铋合金凝固的相变传热过程，根据铅铋合金凝固的凝固传热过程确定计算铅铋合金凝固时间的特性热焓方程。上述预设的传热分析算法包括温度变量法、热焓法、界面函数法以及比热法中的任意一种算法。
[0038]
相变传热是一个复杂的传热过程，相变发生前后会同时存在相变传热、热传导和热对流。对于铅铋合金的固化过程而言，在液态部分的铅铋合金中主要的传热方式是热对流，而在固态部分的铅铋合金中主要的传热方式是热传导。糊状区会同时存在两相物质，随着过冷水蒸发相变带走铅铋合金中的热量，糊状区的液态物质逐渐凝固，在凝固前沿将凝固潜热传递给过冷水。对于给定质量的过冷水，其注射后全部蒸发所需的热量相对固定，只需要研究这部分热量所对应的铅铋合金凝固潜热。
[0039]
铅铋合金凝固的相变传热过程具有以下特点：混合物的相变温度并不像单一物质一样是一个固定的温度值，而是一个温度区间，在这个区间内糊状物存在能够随相变发生而逐渐移动的固液分界面，对于一个计算单元来说，在这个单位内的物质相变完成前，这个固液分界面会一直存在。凝固潜热的放出和蒸发潜热的吸收共同成为时间的函数，也可以是固液分界面移动距离的函数。固液分界面的移动速度并不是线性的，凝固潜热的放出速率也不是线性的，无法用叠加的相变模型进行归一化计算。发生凝固的材料物性将在凝固前后发生很大变化，主要体现在粘度和密度曲线，一些特殊的材料也会产生较大的比热容变化。
[0040]
在一种可行的实施方式中，本实施例提供了基于预设的传热分析算法确定铅水反应中计算铅铋合金凝固时间的特性热焓方程的实施方式，具体可参照如下步骤1)～步骤2)执行：
[0041]
步骤1)：基于热焓法对零维的非稳态凝固过程中能量和温度仅随时间变化情况下的凝固换热过程进行计算，得到零维系统内的凝固时间热焓方程。
[0042]
利用热焓法，可以建立用于计算凝固出现时间的特性热焓方程。发生凝固时，糊状
区的焓如式(1)所示：
[0043][0044]
其中，h为糊状区的焓；tm为铅铋合金的相变温度，诸如可以取125℃；δhm代表相变潜热；t为时间；c
p
为定压比热容；t为流体温度；铅铋合金焓与温度的关系如图2所示。
[0045]
如果直接将焓与温度的关系式同能量方程(3-4)联立，则在t＝tm时焓不是温度的函数，热焓方程也不成立，所以需要进行连续性假设。
[0046]
假设温度t在(t
m-θ，tm θ)中，焓与温度为简单线性关系，当θ趋于无穷小时，可以得到公式(2)：
[0047][0048]
将公式(2)重新代入回公式(1)可得公式(3)：
[0049][0050]
将公式(3)与公式(4)的能量守恒方程联立即可得到表述凝固传热的热焓方程。
[0051][0052]
其中，t代表时间；x，y代表空间x，y方向上的坐标；c
p
代表定压比热容；k代表热导率；h为任意时间的能量；sh为能量守恒方程的源项。
[0053]
上述通过连续化处理推导的凝固传热热焓方程可以通过进一步推导得出凝固时间的热焓方程，推导过程如下：
[0054]
考虑一个零维的非稳态凝固过程，在系统内直接忽略温度在空间的变化差异，视作该系统的能量和温度变化都仅仅是时间的函数，系统的初始温度为tf，且满足tf＜t
m-θ。系统和过冷物质接触的换热面积为s，对流换热系数为hf。
[0055]
系统焓是时间的全微分，凝固换热微分方程为式(5)：
[0056][0057]
其中，ρ为密度；δhm代表相变潜热；焓在凝固过程的全导数为式(6)：
[0058][0059]
将公式(6)代入公式(5)得到公式(7)：
[0060][0061]
移项后分别对温度和时间进行积分，得到如下公式(8)和公式(9)：
[0062][0063][0064]
对于θ，根据公式(10)可以得到公式(11)：
[0065][0066][0067]
由于m＝ρv，可以得到公式(12)：
[0068][0069]
公式(12)即为零维系统内的凝固时间热焓方程。
[0070]
步骤2)：基于零维系统内的凝固时间热焓方程确定宏观尺度下铅水反应中铅铋合金凝固时间的特性热焓方程。
[0071]
首先，基于零维系统内的凝固时间热焓方程确定实际铅水反应中微元的固化时间特性热焓方程。
[0072]
将步骤1)推导得到的零维系统内的凝固时间热焓方程推广到连续非稳态二维空间或三维空间。随着时间变化，部分微元将出现其他组分，导致微元中参与相变过程的材料质量发生变化，同时换热面积也随之变化；在考虑全局的宏观变化中，该方程中能够直接作为外部影响因素的变量仅温差一项，其他变量均无法用单一的外部影响因素如壁面温度、注水流速、注水时间等来表述，这也是用冷速度作为单一外部变量的原因之一。
[0073]
将上述公式(12)中的质量m精确定义为参与相变过程材料的质量m
t
；将换热面积s转变为简化后的换热面积a，将凝固点与初始温度的温差(t
m-tf)转变为实际铅水反应中铅铋合金和过冷水的温差(t
lbe-t
water
)；并加入特征常数，则得到了计算微元的固化时间特性热焓方程式公式(13)：
[0074][0075]
其中，m
t
为参与相变过程材料的质量；a为理想环境假设下的换热面积；t
lbe
为该时间点铅铋合金的温度；t
water
为该时间点接触过冷水的温度；c
sgtr
为该特性热焓方程的特征常数。
[0076]
其次，基于控制变量法对微元的固化时间特性热焓方程进行宏观验证，得到宏观尺度下铅水反应中铅铋合金凝固时间的特性热焓方程以及影响铅铋合金凝固时间的外部因素中的主导因素。
[0077]
为了探究实际事故工况下影响铅铋合金凝固时间的其他外部因素，建立一个理想环境进行批量仿真研究，参见如图3所示的理想环境计算简化模型示意图，将研究对象设定为与注水管口相接且以注水口直径为边长的正方形计算区域。由于这一区域距离注水口最近，这一区域内的铅铋合金将最快被其他相成分取代，在铅铋合金占该区域面积为0以前，将固相在固-液混合物中的比值达到峰值的时间作为判断凝固时间的依据。
[0078]
通过选择选用注水管口附近区域作为计算区域，一方面能够将正方形边长对应面积等效为换热面积，在持续注水的过程中换热面积的波动幅度相对较小，可以视为常数；另一方面正方形区域内参加相变换热的铅铋合金质量可以视为线性减少。这两点优点可以在保证较小误差的前提下最大程度简化计算。
[0079]
基于控制变量法将微元的固化时间特性热焓方程中的外部参数转变为方程参数，基于预设仿真软件对外部参数进行插值分布以及批量仿真，以得到各外部因素对应的凝结核出现时间；基于各外部因素对应的凝结核出现时间的相对变化值，从外部因素中筛选出主导因素。将外部因素中等比例插值的条件下所带来的凝固时间相对变化值较大(诸如满足相对变化大于1％)的因素作为主导因素。
[0080]
上述外部因素为影响铅铋合金与水反应过程的多个外部参数，包括：铅铋合金与水的温差、水流喷射初始速度、注水管径、壁温、铅铋合金组分、初始压力、反应域尺寸和喷射背压。
[0081]
上述预设仿真软件可以是fluent软件，获取预设仿真软件下建立的铅水反应仿真模型，利用仿真模型对上述条件下的热焓方程进行宏观验证，验证过程中可以将事故下所对应的环境参数整体代入方程，以得到铅水反应中铅铋合金凝固时间的特性热焓方程，通过控制变量将主要外部因素转变为方程参数，并通过对潜在的几个主要影响外部因素进行插值分布以及批量仿真，批量仿真的设置如下表一所示：
[0082]
表一 批量仿真的设置
[0083][0084]
其中，上表一中包括九个批次对应的插值仿真数量。
[0085]
通过判断凝结核出现时间的差异大小来判断外部因素中的主导因素。通过实验可以筛选得到3个影响铅铋合金凝固时间的主要外部因素：铅铋合金与水的温差、水流喷射初始速度和注水管径，其对应的凝固时间变化情况如图4a～图4c所示。而其他通过仿真验证的外部因素：壁温、铅铋合金组分、初始压力、反应域尺寸、喷射背压等在等比例插值的条件下所带来的凝固时间相对变化均小于1％，无法视为主导因素。
[0086]
根据图4a～图4c可知，同等喷射时间下，铅铋合金与水的温差越大，冷却速度越快，因而温差实际上是通过影响冷却速度影响凝固时间；同等喷射时间下，喷射初始速度越快，注入的过冷水质量越大，随之会带来更多参与相变的材料质量和更大的相变潜热，因而喷射初始速度实际上是通过影响热焓方程中的材料质量与相变潜热来影响凝固时间；同等喷射时间下，注水管径越大，喷射初始过冷水与铅铋合金的接触面积越大，喷射单位水流扩散的换热面积也就越大，因而注水管径实际上是通过影响热焓方程中的换热面积影响凝固时间。
[0087]
综上，在宏观尺度下铅水反应中铅铋合金凝固时间的特性热焓方程可以表示为式(14)：
[0088][0089]
其中，t
′
solidification
为凝固时间，a
injection
为注水管径，v
injection
为水流喷射初始速度，t
lbe，ave
为初始铅铋合金的平均温度，t
water，ave
为注入水的平均温度，ρw为水的密度，h
f，ave
为平均对流换热系数，c
′
sgtr
为特性热焓方程的特征常数，m
t
为参与变相过程材料的质量，δh为凝固变相潜热。
[0090]
结合实验结果可确定c
′
sgtr
的值约为0.854，当t
′
solidification
＞0，认为能够发生凝固，且该数值为可稳定存在并发展的凝固核的出现时间；t
′
solidification
≤0，认为不能够发生凝固。
[0091]
根据上述铅铋合金凝固时间的特性热焓方程可推导得到：
[0092]
在一种铅水反应工况中，当过冷水以1m/s的速度通过78.5mm2的破口(即注水管径为10mm直径的圆形破口)时，且铅铋合金初始温度大于250℃，则只有在铅铋合金与水温差大于184.9℃时，液态铅铋合金中才会出现稳定的凝固核。
[0093]
当已确定条件：150℃的过冷水注入350℃铅铋合金，且破口大小为78.5mm2时，则只有在注水流速在0.788m/s以上时，液态铅铋合金中才会出现稳定的凝固核。
[0094]
当已确定条件：150℃的过冷水注入350℃铅铋合金，且注水流速为1m/s时，则只有在破口大小大于35.4mm2时，液态铅铋合金中才会出现稳定的凝固核。
[0095]
本实施例提供的上述铅水反应中铅铋合金凝固时间确定方法，通过分析固化发生的条件(主导因素)和时间(凝固时间)，筛选了影响铅铋合金凝固出现时间的外部主导因素为铅铋合金与水的温差、水流喷射初始速度、注水管径，推导出了铅铋合金与水反应下铅铋合金凝固的特性热焓方程，该方程可以准确计算在不同外部参数下某事故工况能否出现凝固以及凝结核出现的时间，该方程从宏观上为判断事故工况下能够出现铅铋合金固化以及多久时间内会出现稳定的固态物质提供了理论依据，对于铅基快堆sgtr事故的预测和应对具有较大应用意义。
[0096]
对应于上述实施例所提供的铅水反应中铅铋合金凝固时间确定方法，本发明实施例提供了一种铅水反应中铅铋合金凝固时间确定装置，参见图5所示的一种铅水反应中铅铋合金凝固时间确定装置结构示意图，该装置包括以下模块：
[0097]
第一获取模块51，用于获取铅水反应中计算铅铋合金凝固时间的特性热焓方程以及影响铅铋合金凝固时间的主导因素。
[0098]
第二获取模块52，用于获取铅水反应工况下主导因素的取值；其中，主导因素包括铅铋合金与水的温差、水流喷射初始速度和注水管径。
[0099]
计算模块53，用于将主导因素的取值输入特征热焓方程，计算得到铅水反应工况下铅铋合金的凝固时间；其中，当凝固时间大于零时确定铅铋合金会出现凝固，当凝固时间小于零时确定铅铋合金不会出现凝固。
[0100]
本实施例提供的上述铅水反应中铅铋合金凝固时间确定装置，通过获取计算铅铋合金凝固时间的特性热焓方程以及影响铅铋合金凝固出现时间的外部主导因素，可以准确计算出任意工况下不同的主导因素取值下是否会出现铅铋合金凝固以及出现铅铋合金凝固时的凝固时间，对于铅基快堆sgtr事故的预测和应对具有较大应用意义。
[0101]
在一种实施方式中，上述装置还包括：
[0102]
确定模块，用于基于预设的传热分析算法确定铅水反应中计算铅铋合金凝固时间的特性热焓方程。
[0103]
在一种实施方式中，上述确定模块，进一步用于基于热焓法对零维的非稳态凝固过程中能量和温度仅随时间变化情况下的凝固换热过程进行计算，得到零维系统内的凝固时间热焓方程；基于零维系统内的凝固时间热焓方程确定宏观尺度下铅水反应中铅铋合金凝固时间的特性热焓方程。
[0104]
在一种实施方式中，上述确定模块，进一步用于基于零维系统内的凝固时间热焓方程确定实际铅水反应中微元的固化时间特性热焓方程；基于控制变量法对微元的固化时间特性热焓方程进行宏观验证，得到宏观尺度下铅水反应中铅铋合金凝固时间的特性热焓方程以及影响铅铋合金凝固时间的外部因素中的主导因素。
[0105]
在一种实施方式中，上述确定模块，进一步用于基于控制变量法将微元的固化时间特性热焓方程中的外部参数转变为方程参数，基于预设仿真软件对外部参数进行插值分布以及批量仿真，以得到各外部因素对应的凝结核出现时间；基于各外部因素对应的凝结核出现时间的相对变化值，从外部因素中筛选出主导因素。
[0106]
在一种实施方式中，上述外部因素包括：铅铋合金与水的温差、水流喷射初始速度、注水管径、壁温、铅铋合金组分、初始压力、反应域尺寸和喷射背压。
[0107]
在一种实施方式中，上述特性热焓方程为：
[0108][0109]
其中，t
′
solidification
为凝固时间，a
injection
为注水管径，v
injection
为水流喷射初始速度，t
lbe,ave
为初始铅铋合金的平均温度，t
water,ave
为注入水的平均温度，ρw为水的密度，h
f,ave
为平均对流换热系数，c
′
sgtr
为特性热焓方程的特征常数，m
t
为参与变相过程材料的质量，δh为凝固变相潜热。
[0110]
本实施例提供的上述铅水反应中铅铋合金凝固时间确定装置，通过分析固化发生的条件(主导因素)和时间(凝固时间)，筛选了影响铅铋合金凝固出现时间的外部主导因素为铅铋合金与水的温差、水流喷射初始速度、注水管径，推导出了铅铋合金与水反应下铅铋合金凝固的特性热焓方程，该方程可以准确计算在不同外部参数下某事故工况能否出现凝固以及凝结核出现的时间，该方程从宏观上为判断事故工况下能够出现铅铋合金固化以及多久时间内会出现稳定的固态物质提供了理论依据，对于铅基快堆sgtr事故的预测和应对具有较大应用意义。
[0111]
本实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
[0112]
本发明实施例提供了一种电子设备，包括：处理器和存储装置；所述存储装置上存储有计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器运行时执行上述实施例提供的铅水反应中铅铋合金凝固时间确定方法。
[0113]
本发明实施例提供了一种计算机可读介质，其中，所述计算机可读介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，所述计算机可执行指令促使所述处理器实现上述实施例所述的方法。
[0114]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0115]
本发明实施例所提供的铅水反应中铅铋合金凝固时间确定方法及装置的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
[0116]
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0117]
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0118]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0119]
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。