[发明专利]一种获得核反应堆高保真共振群常数的计算方法

摘要

一种获得核反应堆高保真共振群常数的计算方法，基于ESSM方法的高效率迭代计算，获得目标共振核素在目标能群背景截面，根据非均匀共振积分表拟合得到的背景截面和栅元尺寸关系公式，得到等效栅元尺寸，保持燃料、包壳等几何、材料、温度不变，建立等效2‑D栅元；求解相关超细群中子慢化方程，从而获得高保真共振群常数；本发明相比非确定论方法能显著提高计算效率，提高经济性；同时相比基于直接求解问题相关慢化方程，该方法可以显著减小碰撞概率计算时间，提高计算效率，同时规避存储量巨大的缺陷；而相比基于共振积分表的共振计算方法，2‑D栅元中子慢化方程的求解可以精确处理共振干涉、空间自屏和温度分布效应，获得每个燃料内精细分布的高保真共振群常数。

主权项

一种获得核反应堆高保真共振群常数的计算方法，该方法主要包括共振计算前非均匀共振积分表的制作、共振计算中ESSM方法即嵌入式共振计算方法耦合超细群共振计算两个方面；所述非均匀共振积分表的制作，步骤如下：步骤1：制作针对压水堆的非均匀共振积分表，其中非均匀共振积分表制作中2‑D栅元参数需按照表1变更，使用超细群共振计算方法计算共振群常数，利用得到的共振群常数借助特征线输运计算方法求解固定源通量，最终得到背景截面；表1非均匀共振积分表制作中2‑D栅元参数变更表表注：1.非均匀编号3为典型压水堆棒状栅元；2.栅元尺寸比意为该非均匀情形栅元尺寸与典型压水堆棒状栅元尺寸比值；步骤2：根据表1中十个不同几何尺寸的栅元模型所获得栅元尺寸和背景截面对应关系，采用最小二乘拟合多项式进行拟合，拟合关系式为，P(b)＝c0+c1·b+c2·b2+c3·b3；   公式(5)式中：b——背景截面值；P(b)——以背景截面为自变量对应的栅元尺寸；c0,c1,c2,c3——拟合系数；所述嵌入式共振计算方法耦合超细群共振计算具体步骤为：步骤1：依据每个栅元内燃料共振核素组成和非均匀共振积分表，利用公式(6)搜索所有共振核素所有共振能群，确定最大R值对应共振能群和共振核素式中：Nk,i——第k个栅元内共振核素i的核子密度；RImax,g,i——共振核素i在第g群的最大共振积分值；RImin,g,i——共振核素i在第g群的最小共振积分值；Rg,k,i——表征第k个栅元内共振核素i在第g群共振强烈程度；步骤2：对每个栅元内由步骤1)确定的共振能群和共振核素，应用ESSM方法进行宏观层面的共振自屏计算，得到相应共振核素在相应共振能群的背景截面；步骤3：非均匀共振积分表是基于变化栅元尺寸制作，因此利用步骤2计算得到的收敛后背景截面，通过拟合公式(5)，反向获得对应栅元尺寸P；保持燃料、包壳、慢化剂温度和组成成分不变，设定栅元尺寸为P，从而获得等效的2‑D栅元几何和材料组成；P(b)＝c0+c1·b+c2·b2+c3·b3   公式(5)式中：b——背景截面值；c0,c1,c2,c3——拟合系数P(b)——以背景截面为自变量对应的栅元尺寸；步骤4：对步骤3中获得的等效2‑D栅元，利用超细群共振计算方法，求解相应超细群中子慢化方程，归并区域和能群获得与燃料棒内各共振区相关共振群常数。