[发明专利]核燃料棒性能分析方法

说明书

本发明公开了一种核燃料棒性能分析方法。其中，该方法包括：获取多个轴向段的信息，其中，轴向段是将单个核燃料棒延轴向分割形成的一段燃料棒；将多个轴向段的信息分配给多个进程，其中，每个进程至少分配一个轴向段的信息；在轴向段的信息所分配的进程上分析多个轴向段的性能；根据多个轴向段的性能得到单个核燃料棒的性能)。本发明解决了现有技术中存在的对单棒分析速度较慢的技术问题。

技术领域

本发明涉及燃料元件性能分析领域，具体而言，涉及一种核燃料棒性能分析方法。

背景技术

燃料元件(核燃料棒)是核反应堆的核心部件，堪称反应堆的“心脏”，是反应堆运行过程中产生热量和维持链式反应的主要来源。核燃料元件及组件的性能对反应堆寿期、安全性及经济性有着深远的影响，所以燃料元件的性能分析对核反应堆的工作性能和寿命，还有对反应堆的设计运行和安全的分析十分重要。

现有技术对燃料元件性能的分析主要是针对单个燃料元件，比如，由美国核管理委员会(NRC)开发的用于计算长期燃耗时轻水反应堆燃料棒的稳态响应的方法 (FRAPCON-3)。该方法以时间为单位，燃料棒功率和冷却液边界条件为输入，根据输入指定的时间步长推进时间，执行稳态解决方案，确定新的燃料棒状态。在每个时间步内计算燃料和包壳的温度、计算燃料和包壳的变形、计算裂变产物的产生和释放、计算空隙体积、计算燃料棒内部压力等，模拟了燃料棒稳态情况下的的一系列现象：1) 通过燃料和包层向冷却剂的热传导；2)包层弹性和塑性变形；3)燃料包层机械相互作用；4)裂变气体从燃料和棒内部释放压力；5)包层氧化等。

上述方法可以计算单个轻水反应堆燃料棒的性能，但是不能同时对多个燃料棒乃至全堆芯燃料棒进行性能分析；同时，如果将现有的方法将单个直接进行并行容易出错、并行难度较大。除此之外，现有技术的单棒分析的速度较慢。

针对上述现有技术中存在的不能同时对多棒进行分析并且单棒分析速度较慢的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种核燃料棒性能分析方法，以至少解决现有技术中存在的对单棒分析速度较慢的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种单个核燃料棒性能分析方法，包括：获取多个轴向段的信息，其中，所述轴向段是将单个核燃料棒延轴向分割形成的一段燃料棒；将多个轴向段的信息分配给多个进程，其中，每个进程至少分配一个所述轴向段的信息；在所述轴向段的信息所分配的进程上分析多个轴向段的性能；根据多个轴向段的性能得到所述单个核燃料棒的性能。

进一步地，将多个轴向段的信息分配给多个进程包括：将所述多个轴向段的信息分配给多个进程，其中，每个进程分配预定个数的轴向段的信息，所述轴向段的总数量大于等于所述进程的总数量；根据每个进程的分析速度再次分配其余的所述轴向段的信息。

进一步地，根据每个进程的分析速度再次分配其余的轴向段的信息包括：判断每个进程分析所述轴向段的速度快慢；根据所述速度快慢对进程进行优先级排序；根据优先级高低分配其余的轴向段。

进一步地，所述轴向段的性能包括：温度、应力应变、内压、包壳腐蚀。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种多个核燃料棒性能分析方法，包括：获取多个核燃料棒的信息；将所述多个核燃料棒的信息分发给多个进程，其中，多个进程中的每个进程对应一个核燃料棒的信息，所述进程的数量与所述核燃料棒的数量相同；根据所述核燃料棒的信息在多个进程上同时分析多个核燃料棒的性能。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种单个核燃料棒性能分析装置，包括：获取模块，用于获取多个轴向段的信息，其中，所述轴向段是将单个核燃料棒延轴向分割形成的一段燃料棒；分配模块，用于将多个轴向段的信息分配给多个进程，其中，每个进程至少分配一个所述轴向段的信息；第一分析模块，用于在所述轴向段的信息所分配的进程上分析多个轴向段的性能；第二分析模块，用于根据多个轴向段的性能得到所述单个核燃料棒的性能。