[發明專利]一種超臨界水堆堆芯三維瞬態性能分析方法

有效

• 申請號: 201610003796.5
• 申請日: 2016-01-05
• 公開（公告）號: CN105653869B
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 王連杰;趙文博;盧迪;陳炳德;姚棟;夏榜樣;于穎銳;李慶
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 郭受剛

1.一種超臨界水堆堆芯三維瞬態性能分析方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟1：超臨界水堆堆芯三維穩態物理-熱工水力耦合模塊執行堆芯穩態計算，堆芯燃料管理模塊向子通道熱工-水力模塊提供功率參數，子通道熱工-水力模塊向堆芯燃料管理模塊提供熱工參數，執行迭代耦合計算直至堆芯穩態功率參數和熱工參數收斂；

步驟2：堆芯三維穩態物理-熱工水力耦合模塊向超臨界水堆堆芯三維瞬態物理-熱工水力耦合模塊提供堆芯初始狀態和組件截面庫；

步驟3：超臨界水堆堆芯三維瞬態物理-熱工水力耦合模塊執行瞬態計算，三維中子時空動力學模塊向子通道熱工-水力模塊提供功率參數，子通道熱工-水力模塊向三維中子時空動力學模塊提供熱工參數，執行迭代耦合計算直至堆芯瞬態功率參數和熱工參數收斂；

步驟4：在堆芯計算中對熱組件進行功率重構得到熱組件柵元尺度的精細功率分布，再次利用子通道熱工-水力模塊進行熱組件子通道分析，最終給出安全評價關鍵參數；

步驟5：判斷所述安全評價關鍵參數是否超過相應的瞬態或事故安全限值，評價超臨界水堆堆芯在瞬態過程下的安全性能；所述安全評價關鍵參數包括：最大包殼壁面溫度、芯塊熱焓。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在堆芯三維中子時空動力學模塊計算中使用少群截面，少群截面關于熱工參數及預設參數的變化采用分段插值的方式預先加工成截面庫供堆芯三維中子時空動力學模塊使用，所述預設參數包括：燃料組件燃耗、有無控制棒。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述執行迭代耦合計算直至堆芯穩態功率參數和熱工參數收斂具體包括：

開始；

讀取輸入文件，初始化組件少群截面、堆芯中子通量；

進行子通道熱工-水力模塊穩態計算；

進行更新截面；

進行三維中子時空動力學模塊穩態計算；

進行子通道熱工模塊穩態計算；

判斷堆芯功率分布是否收斂，若否則返回步驟重新進行更新截面；若是則穩態計算結束，進入瞬態計算。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述超臨界水堆堆芯三維瞬態物理-熱工水力耦合模塊執行瞬態計算具體包括：

開始瞬態計算；

進行時間步更新，準備n時刻的初值；

進行子通道熱工模塊瞬態計算一個時間步；

進行更新截面；

進行三維中子時空動力學模塊瞬態計算第一個時間步；

判斷堆芯功率分布是否收斂，若否則返回執行時間步更新，準備n時刻的初值；若是則n＝n+1；判斷tn是否小于T，其中，tn為第n時間步對應時間，T為預先指定的瞬態計算至T時刻，若是則返回執行時間步更新，準備n時刻的初值；若否則計算結束。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述超臨界水堆堆芯三維穩態物理-熱工水力耦合模塊執行堆芯穩態計算和所述超臨界水堆堆芯三維瞬態物理-熱工水力耦合模塊執行瞬態計算，均采用相同的空間求解方法：第二類邊界條件節塊格林函數方法。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述三維中子時空動力學模塊采用的時間離散方法為：向后歐拉方法。