[發明專利]一種獲得核反應堆高保真共振群常數的計算方法

有效

• 申請號: 201710213114.8
• 申請日: 2017-04-05
• 公開（公告）號: CN107092781B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 祖鐵軍;李繼奎;曹良志
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

一種獲得核反應堆高保真共振群常數的計算方法，基于ESSM方法的高效率迭代計算，獲得目標共振核素在目標能群背景截面，根據非均勻共振積分表擬合得到的背景截面和柵元尺寸關系公式，得到等效柵元尺寸，保持燃料、包殼等幾何、材料、溫度不變，建立等效2?D柵元；求解相關超細群中子慢化方程，從而獲得高保真共振群常數；本發明相比非確定論方法能顯著提高計算效率，提高經濟性；同時相比基于直接求解問題相關慢化方程，該方法可以顯著減小碰撞概率計算時間，提高計算效率，同時規避存儲量巨大的缺陷；而相比基于共振積分表的共振計算方法，2?D柵元中子慢化方程的求解可以精確處理共振干涉、空間自屏和溫度分布效應，獲得每個燃料內精細分布的高保真共振群常數。

技術領域

本發明涉及核反應堆堆芯涉及核反應堆物理計算領域，具體涉及一種獲得核反應堆高保真共振群常數的計算方法。

背景技術

傳統壓水堆兩步法中子學計算中需要共振計算提供每個燃料區內的平均多群共振截面。全堆芯高保真中子學計算的發展，要求提供全堆芯內每個燃料區域內精細分布的精確共振群常數成為共振計算新的目標，傳統共振計算方法以及無法滿足。

高保真共振計算既要處理不同類型柵元之間因為布置帶來的宏觀非均勻性，又要求處理每個燃料區內部因為空間自屏、熱工反饋等帶來的非均勻性局部非均勻性。直接求解大規模中子慢化方程的方法，雖然可以精確處理局部非均勻性，給出精細分布的共振群常數，但是數據存儲量巨大并且計算效率低下，無法適應燃耗計算等。而基于共振積分表的共振計算方法，例如嵌入式共振計算方法(ESSM方法)等，對宏觀非均勻性計算效率高，但無法精確處理局部非均勻性，無法滿足高保真共振計算的要求。

發明內容

為了滿足高保真共振計算的要求，本發明的目的在于提供一種獲得核反應堆高保真共振群常數的計算方法，為了獲得精細分布的共振群常數，本發明借助高效ESSM方法處理宏觀非均勻性，獲得等效二維柵元，利用超細群共振計算方法實現對局部非均勻性的處理，本發明耦合兩種方法從而可以計算得到精細分布的精確共振群常數。

為了實現上述目的，本發明采用了以下技術方案予以實施：

一種獲得核反應堆高保真共振群常數的計算方法，該方法主要包括共振計算前非均勻共振積分表的制作、共振計算中ESSM方法耦合超細群共振計算兩個方面；

核反應堆高保真共振計算所需非均勻共振積分表的制作，步驟如下：

步驟1：制作針對壓水堆的非均勻共振積分表，其中非均勻共振積分表制作中2‐D柵元參數需按照表1變更，使用超細群共振計算方法計算共振群常數，利用得到的共振群常數借助特征線輸運計算方法求解固定源通量，最終得到背景截面；

表1非均勻共振積分表制作中2-D柵元參數變更表

表注：1.非均勻編號3為典型壓水堆棒狀柵元；

2.柵元尺寸比意為該非均勻情形柵元尺寸與典型壓水堆棒狀柵元尺寸比值；

步驟2：根據表1中十個不同幾何尺寸的柵元模型所獲得柵元尺寸和背景截面對應關系，采用最小二乘擬合多項式進行擬合，擬合關系式為，

P(b)＝c₀+c₁·b+c₂·b²+c₃·b³； 公式(5)

式中：

b——背景截面值；

P(b)——以背景截面為自變量對應的柵元尺寸；

c₀,c₁,c₂,c₃——擬合系數；