[發明專利]基于有限元理論的反應堆中子噪聲頻譜計算方法

有效

• 申請號: 201710353845.2
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN107169207B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 袁寶新;曾和榮;楊萬奎;劉耀光
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院核物理與化學研究所
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 鄧世燕

1.一種基于有限元理論的反應堆中子噪聲頻譜計算方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一、基于有限元理論對所處理的核反應堆堆芯做幾何處理，劃分空間網格；

步驟二、建立基于有限元理論的核反應堆中子噪聲描述方程：

所述核反應堆中子噪聲描述方程為：

方程的右端源項：

和分別表示為：

式中，D₁為快群擴散系數，為快群的微擾通量，∑_t,1為快群總截面，ω為當前求解的頻點，v₁為快群中子速度，β_eff為緩發中子有效份額，λ為緩發中子衰減常數，k_eff為當前堆芯的有效增殖系數，(ν∑_f)₁為快群裂變截面，(ν∑_f)₂為熱群裂變截面，為熱群的微擾通量，δS₁為快群方程的微擾源項，D₂為熱群擴散系數，∑_1-2為快群的轉移截面，∑_a2為熱群吸收截面，v₂為熱群中子速度，δS₂為熱群方程的微擾源項；δ∑_t,1為快群總微擾截面，為快群穩態通量，δ(ν∑_f)₁為快群微擾裂變截面，δ(ν∑_f)₂為熱群微擾裂變截面，為熱群穩態通量；δ∑_1-2為快群的轉移微擾截面，δ∑_a2為熱群吸收微擾截面；為快群的微擾通量的實部，為快群的微擾通量的虛部，為熱群的微擾通量的實部，為熱群的微擾通量的虛部；

步驟三、基于給定的頻點，將核反應堆中子噪聲描述方程在空間網格上做節點離散，建立離散節點方程：

假定微擾情況下的截面以階躍變化：

假設：

則有，離散快群實部方程：

式中，體積分對單元體積進行，面積分對單元位于邊界上的面進行；

離散熱群實部方程：

式中N為劃分的有限單元內節點數目；

離散快群虛部方程：

離散熱群虛部方程：

步驟四、根據步驟三建立的離散節點方程組裝總體方程的系數矩陣和方程源項，建立總體方程；

步驟五、對步驟四建立的總體方程進行數值計算，得到給定頻點下的反應堆中子噪聲空間分布；

步驟六、對頻點賦新值，返回步驟三，直至所關注的頻段計算完畢。

2.根據權利要求1所述的基于有限元理論的反應堆中子噪聲頻譜計算方法，其特征在于：步驟一所述劃分空間網格時，對于二維幾何，劃分為三角形網格或四邊形網格，對于三維幾何，劃分為四面體網格或六面體網格。

3.根據權利要求1所述的基于有限元理論的反應堆中子噪聲頻譜計算方法，其特征在于：所述離散節點方程的邊界條件為：

對于處于外真空邊界的邊界單元，采用擴散邊界條件，

對于處于對稱邊界的邊界單元，采用對稱邊界條件，