[发明专利]一种动态提升拟合阶数的搜索堆芯临界棒位计算方法

说明书

本发明公开了一种动态提升拟合阶数的搜索堆芯临界棒位计算方法，包括：1)在第三步判断堆芯在当前棒位是否达到临界状态时，记录了每一次迭代过程中的堆芯有效增殖系数和控制棒组棒位；2)第四步采用最小二乘法拟合得到堆芯有效增殖系数增量与第i组控制棒高度增量的N阶非线性多项式；3)第五步采用牛顿迭代法求解第四步中的N阶非线性多项式，得到第i组控制棒进入第N+1迭代时的预估临界棒位，本方法需要控制棒组初始棒位、调棒顺序和对应的控制棒组调节起止位置，能够计算多种反应堆堆型临界状态的控制棒棒位，能够随着调棒临界搜索计算迭代次数的增加动态提升预估多项式的阶数，提高调棒临界搜索计算临界棒位的效率和精度。

技术领域

本发明涉及核反应堆堆芯计算领域，具体地，涉及一种动态提升拟合阶数的搜索堆芯临界棒位计算方法。

背景技术

堆芯临界搜索是反应堆堆芯物理设计的重要内容，在压水堆中可通过调节控制棒、调节硼浓度、可燃毒物来实现堆芯临界，而在钠冷快堆、铅冷快堆等快堆中主要通过调节控制棒棒实现堆芯临界。

在确定论堆芯物理计算程序中，广泛采用线性插值法来搜索临界棒位，线性插值法迭代过程见图2。由于控制棒价值与控制棒插入堆芯深度不是简单的线性关系，采用线性插值方法不能真实反映控制棒价值与插入深度之间的非线性关系，往往需要进行多次迭代计算才能搜索到临界棒位，针对堆芯组件规模在数百量级的大型压水堆或快堆，进行全堆芯调棒临界计算花费时间长、计算效率低。

在概率论堆芯物理计算程序中，传统的临界搜索方法需要调整棒位进行多次独立的临界计算，计算量大；同时，由于计算结果的随机性，存在系统假临界的情况。基于微扰计算的蒙特卡罗临界搜索方法选用微分算符法和特殊的抽样方法，得到棒位的泰勒展开多项式估计函数，通过求解该多项式得到临界棒位。该方法的准确性依赖于泰勒展开的阶数，而高阶系数求解难度大，目前估计函数的阶数一般不超过3阶。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动态提升拟合阶数的搜索堆芯临界棒位的数值计算方法，通过记录调棒搜索临界计算过程中的控制棒棒位和有效增殖系数，采用最小二乘法动态拟合有效增值系数与控制棒棒位之间的多项式函数，求解该多项式函数来预测临界棒位，提高搜索临界棒位的效率和精度。

为实现上述发明目的，本申请提供了一种动态提升拟合阶数的搜索堆芯临界棒位计算方法，所述方法包括：

第一步，判断控制棒位于初始棒位时堆芯是否达到临界；

第二步：若第一步堆芯未达到临界状态，则进入迭代搜索堆芯临界棒位的过程；

第三步：计算控制棒组在当前棒位处的截面参数，采用堆芯物理程序计算堆芯有效增殖系数keff^N，若则堆芯达到临界，此时的棒位即为临界棒位；反之堆芯未达到临界状态，并记录和keff^N，其中，N为堆芯调棒临界搜索计算的迭代次数，i为控制棒组的编码，为第i组控制棒在第N个临界搜索迭代步时距离堆芯底部的高度，Error^N为第N个临界搜索迭代步时的相对偏差，堆芯临界有效增值系数为Keff_critical，堆芯临界准则为eps；