[发明专利]一种获取全堆有效共振自屏截面的方法

说明书

一种获取全堆有效共振自屏截面的方法，通过中子流方法求解得到全堆所有燃料棒的丹可夫修正因子，再通过丹可夫因子等价得到所有燃料棒的等效一维棒模型，在所有等效一维棒模型中选取三个典型一维棒模型的慢化剂半径，再根据计算需求选取三个典型一维棒模型的燃料温度和两个典型一维棒模型的燃耗区燃耗深度，对这三个变量的数值一一组合构建多个典型一维棒模型，采用超细群共振计算方法求解这些典型一维棒模型，得到典型一维棒模型内共振核素的有效自屏截面，然后将有效自屏截面制作成以慢化剂半径，燃料温度，燃耗深度为插值变量的插值表，对所需计算的所有等效的一维棒模型进行插值得到所有燃料棒内共振核素的有效自屏截面；本发明能快速地得到全堆精确的有效自屏截面。

技术领域

本发明涉及核反应堆堆芯及核反应堆物理计算领域，具体涉及一种获取全堆有效共振自屏截面的计算方法。

背景技术

随着核能的发展，各种各样用途的核能系统被设计出来，随着各种新设计核能系统的涌现，尤其是小型反应堆设计的出现，反应堆装置对其安全性和经济性的要求在不断的提高，传统的共振计算方法的缺点就突显出来，而且已经不再能满足设计的需求。因此发展一种速度快，精度高的有效自屏截面计算方法迫在眉睫。

传统的有效自屏计算方法包括等价理论、子群方法和超细群方法。等价理论和子群方法计算速度快，常用于大型商用压水堆的设计计算。等价理论在求解碰撞概率时，需要对整个燃料做平通量假设，因此，在共振计算后得到的多群常数是空间无关的，这样的假设并不能详细的描述问题的实际情况，将会引入一定的误差，而且这样的假设会在处理通量空间变化剧烈的问题时显得格外突出。等价理论无法直接考虑共振核素间的干涉效应，因此会导致计算得到的有效自屏截面误差较大。子群方法同样也存在其理论缺陷，比如：无法直接处理共振干涉效应，无法对燃料棒进行分圈共振计算。因此等价理论和子群方法精度都不满足新型反应堆的设计要求。而超细群方法可以精确处理共振核素干涉效应，可对燃料棒进行分圈处理，计算精度高，可满足新型反应堆设计精度要求。但由于超细群计算方法的计算速度较慢，现在只应用在了单栅元计算上，无法应用于反应堆系统的设计计算。

因此，针对以上所存在的问题，需要发明一种准确、可行、快速的获取全堆有效多群截面的计算方法。

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准确快速的获取全堆有效共振自屏截面的方法，为了快速得到准确的有效多群截面，本发明基于超细群共振计算方法，通过多种不同的加速手段快速地获得准确的有效截面，为全堆一步法输运计算提供可靠的有效共振自屏截面。

为了实现上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种获取全堆有效共振自屏截面的方法，包括如下步骤：

步骤1：判断反应堆的全堆计算是否带温度分布、是否带燃耗计算；

步骤2：将反应堆燃料棒视为黑体，采用中子流方法计算得到全堆所有燃料棒的丹可夫修正因子，由于一维棒模型的燃料棒的丹可夫修正因子由公式(1)计算得到，由公式(1)可知，一维棒模型的燃料棒的丹可夫修正因子是该模型慢化剂半径的函数，因此，根据丹可夫修正因子等价，通过二分法搜索获得全堆所有燃料棒的等效一维棒模型；

其中，

C——丹可夫修正因子；

P_e——孤立系统的逃脱概率；

R——等效一维棒模型慢化剂半径；

P_f→m(R)——等效一维棒模型中子从燃料到慢化剂的碰撞概率；

∑_t,f——燃料棒宏观总截面；

——燃料棒平均弦长；