[发明专利]一种针对三维压水堆堆芯的中子输运计算方法

权利要求书

1.一种针对三维压水堆堆芯的中子输运计算方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：基于计算需求、压水堆堆芯几何和材料分布情况，将压水堆堆芯沿径向划分为简单区域和复杂区域两个区域；简单区域包括慢化剂区和反射层区，复杂区域包括燃料区、控制棒及导向管、围板及格架、堆芯支撑结构；

步骤2：分别读取两个区域的几何信息、材料信息和边界条件信息；

步骤3：基于步骤2读取的几何信息、材料信息和边界条件信息在步骤1所述的简单区域划分网格，在网格上使用离散纵标方法建立简单区域中子输运数值模型；在复杂区域划分平源区，使用特征线方法建立复杂区域中子输运数值模型；

步骤4：对简单区域和复杂区域的中子输运数值模型分别进行内迭代计算，计算包括两个区域的源项、中子通量及通量矩的分布，迭代过程中通过两个区域的交界面，即耦合边界条件通信两个区域的边界中子角通量密度，边界条件如式(1)，直至内迭代中的平均中子通量密度收敛，内迭代收敛条件如式(2)；内迭代收敛视为完成一次外迭代步；

式中：

n——内迭代步编号；

moc——特征线方法计算区域，即复杂区域；

sn——离散纵标方法计算区域，即简单区域；

b——耦合边界；

in——入射方向；

out——出射方向；

g——输运模型的能群编号；

l——堆芯划分的网格和平源区编号；

——第n次内迭代步，堆芯复杂区域耦合边界入射方向中子角通量密度；

——第n次内迭代步，堆芯简单区域耦合边界出射方向中子角通量密度；

——第n次内迭代步，堆芯简单区域耦合边界入射方向中子角通量密度；

——第n次内迭代步，堆芯复杂区域耦合边界出射方向中子角通量密度；

——第n次内迭代步，堆芯第g群第l个网格或平源区的平均中子通量密度，n＝0时为人为假设的初始值；

——第n-1次内迭代步，堆芯第g群第l个网格或平源区的平均中子通量密度；

ε_in——内迭代收敛限值；

步骤5：步骤4计算结果得到第一次外迭代步的特征值和平均中子通量密度，判断是否满足特征值的收敛准则(3)和裂变率的收敛准则(4)，若满足，认为外迭代计算结果收敛，若不满足条件，则重复步骤4至步骤5；最终计算结果包括堆芯的有效增值因子即特征值k和中子通量密度的分布；

式中：

m——外迭代步编号；

G——输运模型的能群总数；

L——堆芯划分的网格和平源区总数；

k^(m)——第m次外迭代步的特征值，m＝0时为人为假设的初始值；

k^(m-1)——第m-1次外迭代步的特征值；

ε_k——特征值收敛限值；

——第m次外迭代步，堆芯第g群第l个网格或平源区的平均中子通量密度，n＝0时为人为假设的初始值；

——第m-1次外迭代步，堆芯第g群第l个网格或平源区的平均中子通量密度；

——堆芯中各个网格或平源区的裂变源第m次和m-1次外迭代步结果之比的最大值；

——堆芯中各个网格或平源区的裂变源第m次和m-1次外迭代步结果之比的最小值；

——第g群的中子产生截面；

ε_out——外迭代收敛限值。