[发明专利]球床式高温气冷堆安全运行的检测方法及装置

说明书

本申请提出一种球床式高温气冷堆安全运行的检测方法及装置，其中，方法包括：基于节块法对球床式高温气冷堆进行堆芯扩散计算，获得球床堆芯各节块的多群平均中子通量密度；分别获取各批次燃料球的多群中子通量密度和多群缺陷因子，以及各批次燃料球内TRISO燃料颗粒的多群中子通量密度和多群缺陷因子；根据球床堆芯各节块的多群平均中子通量密度、TRISO燃料颗粒的裂变能量产生截面、各批次燃料球及各批次燃料球内TRISO燃料颗粒的多群缺陷因子，确定球床式高温气冷堆TRISO燃料颗粒功率分布，进而判断球床式高温气冷堆是否安全运行，为球床式高温气冷堆核设计和安全分析提供了更加可靠的数据基础。

技术领域

本申请涉及核反应堆工程技术领域，尤其涉及一种球床式高温气冷堆安全运行的检测方法及装置。

背景技术

球床式高温气冷堆由于其固有安全性、高温多用途等特点，在发电、供热方面具有广泛应用前景。球床式高温气冷堆的核燃料元件为全陶瓷球形核燃料元件，也称燃料球。燃料球中是弥散在石墨基体中的TRISO燃料颗粒(包覆燃料颗粒)。而高温气冷堆的堆内功率分布在高温气冷堆的核设计和安全分析中尤为重要，因此如何准确确定球床式高温气冷堆的燃料功率分布成为核反应堆工程技术领域重点研究的问题之一。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请第一方面提出了一种球床式高温气冷堆安全运行的检测方法，包括：

基于三维圆柱几何节块法对球床式高温气冷堆进行堆芯扩散计算，获得球床堆芯各节块的多群平均中子通量密度；

根据节块内各批次燃料球的多群均匀化群常数，获得所述各批次燃料球的多群中子通量密度；

根据所述球床堆芯各节块的多群平均中子通量密度和所述各批次燃料球的多群中子通量密度，获得所述各批次燃料球的多群缺陷因子；

根据所述各批次燃料球内TRISO燃料颗粒的多群均匀化群常数，获得所述各批次燃料球内TRISO燃料颗粒的多群中子通量密度；

根据所述各批次燃料球的多群中子通量密度和所述各批次燃料球内TRISO燃料颗粒的多群中子通量密度，获得各批次燃料球内TRISO燃料颗粒的多群缺陷因子；

根据所述球床堆芯各节块的多群平均中子通量密度、所述各批次燃料球的多群缺陷因子、所述各批次燃料球内TRISO燃料颗粒的多群缺陷因子和所述各批次燃料球内TRISO燃料颗粒的裂变能量产生截面，确定所述球床堆芯各节块的单个TRISO燃料颗粒功率；

根据所述球床堆芯各节块的单个TRISO燃料颗粒功率，确定所述球床堆芯的TRISO燃料颗粒功率分布；

基于所述球床堆芯的TRISO燃料颗粒功率分布，判断所述球床式高温气冷堆是否安全运行。

在本申请一些实施例中，所述各批次燃料球的多群均匀化群常数包括：所述各批次燃料球的宏观输运截面、所述各批次燃料球的宏观散射截面、所述各批次燃料球裂变产生中子的概率、所述各批次燃料球的裂变中子产生截面；其中，所述根据节块内各批次燃料球的多群均匀化群常数，获得所述各批次燃料球的多群中子通量密度，包括：

根据所述各批次燃料球的宏观输运截面和所述各批次燃料球的半径，获得所述各批次燃料球的逃脱概率；

根据所述各批次燃料球的宏观输运截面和所述各批次燃料球的半径，获得所述各批次燃料球的穿透概率；

根据所述各批次燃料球的表面积份额和所述各批次燃料球的穿透概率，获得所述各批次燃料球的平均穿透概率；

根据所述各批次燃料球的逃脱概率、所述各批次燃料球的穿透概率、所述各批次燃料球的表面积份额和所述节块内各批次燃料球的平均穿透概率，获得各批次燃料球之间的碰撞概率；

建立第一碰撞概率方程组；