[发明专利]快谱小型核反应堆堆芯瞬态多物理场耦合方法及计算机程序产品

权利要求书

1.一种快谱小型核反应堆堆芯瞬态多物理场耦合方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、构建核反应堆堆芯的中子微观截面数据库；

同时，构建中子输运动力学计算网格模型、热工水力计算网格模型及力学计算网格模型；定义中子输运动力学计算网格模型为初始中子输运动力学计算网格，热工水力计算网格模型为初始热工水力计算网格，力学计算网格模型为初始力学计算网格；

同时，基于反应堆堆芯的材料设置热工水力计算的物性参数及力学计算的物性参数；

S2、设定预设总模拟时间，并根据反应堆初始时间运行状态确定计算的初始条件和边界条件；所述初始条件包括初始温度分布、初始密度分布及初始节点位移分布；

S3、时间步进，更新当前时间；基于步骤S1中的中子微观截面数据库、中子输运动力学计算网格模型、热工水力计算网格模型、力学计算网格模型、热工水力计算的物性参数及力学计算的物性参数，计算当前时间下堆芯的功率密度分布、温度分布、密度分布及堆芯和反射层计算网格的各个节点位移，并进行迭代，直至堆芯的功率密度分布、温度分布、密度分布及堆芯和反射层计算网格的各个节点位移满足设定的收敛限值，则判断是否达到预设总模拟时间的最终时间；若已到达设定的最终时间，则计算结束；若未到达最终时间，则继续时间步进，更新当前时间，直至到达设定的最终时间，计算结束，获得预设总模拟时间内核反应堆堆芯的瞬态特性。

2.根据权利要求1所述的快谱小型核反应堆堆芯瞬态多物理场耦合方法，其特征在于：

步骤S3具体为：

S3.1、获取历史温度分布，历史温度为所述初始温度分布；获取历史密度分布，历史密度分布为所述初始密度分布；获取历史网格，历史网格为所述初始中子输运动力学计算网格和初始热工水力计算网格；获取历史节点位移分布，历史节点位移分布为所述初始节点位移分布；

S3.2、执行第一循环体系，直至满足第一结束条件；

所述第一循环体系包括：

A1、时间步进，获取当前时间；

A2、执行第二循环体系，直至满足第二结束条件；

A3、判断是否执行下一时间步；

所述第一结束条件为：判断当前时间是否为预设总模拟时间的最终时间，若是，则计算结束；若否，则返回步骤A1，直至计算结束，获得预设总模拟时间内核反应堆堆芯的瞬态特性；

所述第二循环体系包括：

B1、基于步骤S1的中子微观截面数据库，根据燃料和反射层的历史温度分布和历史密度分布，采用双线性插值方法计算，获得各个核素的当前微观反应截面；

根据历史密度分布和历史节点位移分布，获得当前核子密度；

根据各个核素的当前微观反应截面和当前核子密度计算燃料和反射层对应材料的中子宏观反应截面；

B2、根据步骤B1获得的燃料和反射层对应材料的中子宏观反应截面和历史网格中对应的中子输运动力学计算网格，进行中子输运动力学计算，获得堆芯功率密度分布；

B3、根据步骤B2获得的堆芯功率密度分布采用插值法计算得到对应热工水力计算所需的热源项Q；

B4、根据步骤B2获得的堆芯功率密度分布、步骤B3获得的热源项Q及历史网格中对应的热工水力计算网格，基于热工水力计算的物性参数，对堆芯内燃料和反射层进行热工水力计算，获得堆芯的当前温度分布、当前密度分布和当前压力分布；所述当前温度分布和当前密度分布分别更新为下一轮迭代的历史温度分布和历史密度分布；

B5、根据步骤B4中堆芯的当前温度分布、当前压力分布、当前外力载荷及初始力学计算网格，并基于力学计算的物性参数；开展堆芯和反射层的力学计算，得到堆芯和反射层在计算网格上的当前节点位移，并更新为下一轮迭代的历史节点位移，通过更新后的历史节点位移获得下一轮迭代的历史网格；

所述第二结束条件为：判断当前时间下，堆芯的功率密度分布、温度分布、密度分布和节点位移是否收敛；若未满足设定的收敛限值，则返回步骤B1，直至满足设定的收敛限值；若满足设定的收敛限值，则执行步骤A3。