[發明專利]一種精細化燃料棒性能分析方法

有效

• 申請號: 202011301692.5
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112613156B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 苗一非;邢碩;盧宗健;李慶;涂曉蘭;張坤;劉東;陳平;呂亮亮;何梁;王璐;劉振海;馮晉濤;蘆韡
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 李東斌

1.一種精細化燃料棒性能分析方法，其特征在于，該方法包括：

S1、將全堆芯燃料棒進行數據分類，并按照堆芯燃料棒的位置信息形成數據串；

S2、對燃料棒進行編碼，并根據編碼順序對全堆芯的燃料棒堆芯行為進行模擬，并進行不確定性分析；

S2.1、根據燃料棒在堆內的位置信息，對燃料棒進行編碼；

S2.2、根據燃料棒的編碼順序，獲取燃料棒在堆內行為的主要性能數據；

S2.3、將燃料棒在堆內的性能數據與設計準則進行比較，并在滿足設計準直的基礎上進行不確定性分析；

S2.3.1、獲取的燃料棒在堆內的性能數據出現超限情況，則停止計算分析，并形成包括燃料棒編號、超限時刻、軸向位置、中子學相關數據；

S2.3.2、獲取的燃料棒在堆內的性能數據未出現超限情況，對獲得的極限參加通過包絡分析法進行不確定性分析；

所述步驟S2.3.2中對燃料溫度不確定分析，獲得的數據為分別采用溫度上界模型、最大芯塊包殼直徑間隙、最小燃料密度以及最小燃料密實獲得；

獲取燃料溫度為T_nom、最大包殼內徑處的燃料溫度為T_cladding、最小芯塊外徑的燃料溫度為T_pellet、最小燃料密度的燃料溫度為T_density、溫度上界模型的燃料溫度為T_thermal以及最小燃料密實的燃料溫度為T_densif；

則最大包殼內徑燃料溫度的差值為最小芯塊外徑的燃料溫度差值為最小燃料密度的燃料溫度差值為ΔT_density＝T_density-T_nom，若ΔT_density≤0,則令ΔT_density＝0；溫度上界模型的燃料溫度差值為ΔT_thermal＝T_thermal-T_nom，ΔT_thermal≤0,則令ΔT_thermal＝0以及最小燃料密實的燃料溫度差值為ΔT_densif＝T_densif-T_nom，ΔT_densif≤0,則令ΔT_densif＝0；

通過上述燃料溫度的差值計算，獲得燃料最大燃料溫度差值為

S3、根據中子學數據特征，對部分或所有燃料棒進行瞬態模擬分析；

S3.1、通過分析各時間段功率數值特征和壽期內的總功率數值，選取部分燃料棒或者所有燃料棒；

S3.2、對所選擇的燃料棒進行瞬態分析；

S3.2.1、確定瞬態分析時的時間步的輸入值，對瞬態分析的宏觀時間步進行重新劃分以及確定新增加時間步所對應的燃料棒峰值功率值；

S3.2.2、確定軸向功率分布曲線；

S3.2.3、獲得各時間步的燃料棒功率值；

采用修改燃料棒平均線功率因子的方法，修改燃料棒的平均功率，使瞬態升功率時刻和功率保持階段的燃料棒平均功率因子采用最大焓升因子F_ΔH的最大值，且功率形狀采用對應時間步的瞬態功率形狀，其他時間步燃料棒功率值及功率形狀保持不變，包括降回初始功率的時間步的功率形狀應為瞬態前的功率形狀；

S3.2.4、采用A因子賦值；

確定瞬態功率后，采用A因子進行瞬態模擬，使燃料棒平均功率達到限值的同時，通過調整燃料棒軸向功率分布，使峰值軸向段功率達到局部功率限值；

所述步驟S3.2.4中A因子有以下步驟確定：

根據每一時間步的燃耗及中子學瞬態數據獲得局部瞬態功率，利用下式確定功率因子A：

其中，A為功率峰值因子，P_ramp為瞬態峰值功率，P_average為堆芯燃料棒平均功率，F_ΔH為最大焓升因子；

S3.3、將瞬態影響較大的性能數據與對應設計準則進行比較，若未超限，則對極限參數進行不確定分析。