[发明专利]一种针对三维压水堆堆芯的中子输运计算方法有效
申请号: | 202010327917.8 | 申请日: | 2020-04-23 |
公开(公告)号: | CN111523233B | 公开(公告)日: | 2021-12-28 |
发明(设计)人: | 刘宙宇;张思凡;曹良志;吴宏春 | 申请(专利权)人: | 西安交通大学 |
主分类号: | G06F30/20 | 分类号: | G06F30/20;G06F111/10 |
代理公司: | 西安智大知识产权代理事务所 61215 | 代理人: | 何会侠 |
地址: | 710049 陕*** | 国省代码: | 陕西;61 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 针对 三维 堆堆 中子 输运 计算方法 | ||
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;
εin——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;
εk——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;
εout——外迭代收敛限值。
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