[发明专利]一种进行反应堆临界曲率搜索的方法

说明书

一种进行反应堆临界曲率搜索的方法，包括如下步骤：1、统计栅元信息，对非均匀组件进行高阶输运计算，得到组件中各个栅元的均匀化截面以及中子通量密度分布；2、求解泄漏修正模型进行堆芯临界曲率搜索计算，根据堆芯临界曲率，求解堆芯特征值，判断该特征值是否为真实堆芯特征值，若是则临界曲率搜索结束，若不是则更新堆芯临界曲率并再次进行泄露修正模型的计算，直至算出的特征值为真实堆芯特征值并得到渐近能谱；3、对栅格计算得到的中子通量密度乘上渐近能谱和栅格计算中无限中子能谱的比值并结束泄漏修正的临界曲率搜索；本发明方法基于中子平衡方程进行推导，能够快速找到对应临界堆芯下的临界曲率。

技术领域

本发明涉及核反应堆堆芯设计和安全领域，具体涉及一种针对栅格计算中快速进行反应堆临界曲率搜索的方法。

背景技术

为了保证反应堆堆芯设计安全，需要准确地进行堆芯计算以便进行反应堆安全分析。而准确的堆芯计算是基于栅格计算提供准确的少群参数为前提。

反应堆是个庞大的系统，想要对全堆芯直接进行一次性的中子学计算是非常不易的。目前在堆芯物理设计和燃料管理计算中，主要是采用均匀化方法，通过一次或者多次用一种等效的均匀介质代替一定范围内的非均匀介质来逐步简化、逐步计算。传统的压水堆物理计算方法是基于两次均匀化的计算。首先在对每种类型的栅元进行一次均匀化，再由均匀化之后的各类型的栅元组合成各类组件，并对组件再进行一次均匀化，最后堆芯计算是由均匀化的组件构成的，这种方法称之为三步法。到了上世纪七十年代，节块法的发展让全堆芯中子学计算由三步法转变成了只包含有组件均匀化以及由均匀化组件构成的堆芯计算的两步法。两步法计算的精度高于传统三步法且计算代价小。

在传统三步法以及节块法中，栅格计算都是对单组件采用全反射边界条件计算。为了近似考虑组件在实际堆芯中非全反射边界条件下的近似渐近能谱状态，通常采用泄漏修正模型来对栅格计算得到的无限能谱进行修正。泄漏修正是假设在反应堆稳态状况下，堆芯内中子通量密度的空间分布满足波动方程且空间变量，且反应堆的渐近能谱与堆芯的几何形状关系不大，主要是和反应堆的临界几何曲率的大小有关，简称为临界曲率。因此泄漏修正模型根据实际堆芯的增殖因子，给出相对应的临界曲率，并给出该临界曲率下的堆芯近似渐近能谱来修正栅格的无限能谱。一般情况下，实际反应堆是处于临界状态下，所以泄漏修正进行的是临界曲率搜索。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种进行反应堆临界曲率搜索的方法，该方法基于中子平衡方程进行推导，能够快速找到对应临界堆芯下的临界曲率。

为了实现上述目的，本发明采取了以下技术方案予以实施：

一种进行反应堆临界曲率搜索的方法，包括如下步骤：

步骤1：对拥有精细材料分布的非均匀单组件进行非均匀高阶中子输运计算，边界条件采用全反射边界条件，非均匀单组件中子输运计算后根据通量体积权重方法求得各个栅元的均匀化截面；

步骤2：假设堆芯临界曲率B²为零；

步骤3：根据步骤1中确定的各个栅元的均匀化截面以及上一次的堆芯临界曲率，若为第一次，则此处为步骤2中假设的堆芯临界曲率，求解泄漏修正模型，即公式(1)与公式(2)组成的方程组，得到该假设临界曲率下的特征值k_eff；