[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于球床式高溫氣冷堆的少群截面泄漏修正方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211567166.2
• 申請(qǐng)日: 2022-12-07
• 公開（公告）號(hào): CN115964862A
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳宇軒;王永平;曹良志;李浩涌;汪景新;羅勇;劉偉;周勤;劉嵩陽(yáng);李雪琳;王朗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué);華能核能技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F17/11
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 何會(huì)俠

1.一種應(yīng)用于球床式高溫氣冷堆的少群截面泄漏修正方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：使用組件計(jì)算程序，搭建球床式高溫氣冷堆的燃料球、石墨球、反射層、強(qiáng)吸收體組件的精細(xì)化物理模型，然后分別對(duì)球床式高溫氣冷堆所有組件進(jìn)行組件計(jì)算，獲得各組件的多群均勻化截面；

步驟2：基于碰撞概率法求解碰撞概率方程組，分別計(jì)算得到球床堆芯各區(qū)域內(nèi)各部分的多群中子通量分布，再歸并計(jì)算得到球床堆芯各區(qū)域的多群均勻化截面；

步驟3：使用三維離散縱標(biāo)輸運(yùn)計(jì)算程序，搭建區(qū)域均勻化處理的球床式高溫氣冷堆簡(jiǎn)化模型，并按照區(qū)域位置填入相應(yīng)的球床堆芯和反射層組件的多群均勻化截面，基于三維圓柱幾何方法計(jì)算得到球床式高溫氣冷堆各區(qū)域考慮中子泄漏效應(yīng)的多群中子通量密度；

采用如下三維穩(wěn)態(tài)中子輸運(yùn)方程計(jì)算多群中子通量密度：

式中：

——空間位置，位置變量；

E——中子能量，能量變量；

——空間方位角，角度變量；

——位置為能量為E，空間方位角為處的中子通量密度；

——位置處、與能量相關(guān)的宏觀總截面；

——位置處，中子能量由E′散射到E，空間方位角由散射到的宏觀散射截面；

χ(E)——裂變能譜；

ν(E′)——每次裂變產(chǎn)生的平均中子數(shù)；

——位置處、與能量有關(guān)的宏觀裂變截面；

——外部中子源；

對(duì)于方程(1)，采用差分方法離散位置變量多群近似離散能量變量E，離散縱標(biāo)方法離散角度變量得到三維圓柱幾何下的多群中子輸運(yùn)方程：

式中：

r、θ、z——三維圓柱幾何的徑向、周向、軸向坐標(biāo)變量；

——幅角；

μ_m、η_m、ξ_m——第m個(gè)方向的空間方位角在r軸、θ軸、z軸上投影的模；ψ_h,m(r,θ,z)——(r,θ,z)位置處、第h群、第m個(gè)方向的中子角通量密度；

Σ_t,h(r,θ,z)——(r,θ,z)位置處、第h群的宏觀總截面；

Q_h,m(r,θ,z)——(r,θ,z)位置處、第h群、第m個(gè)方向的中子產(chǎn)生源項(xiàng)，包括散射源項(xiàng)、裂變?cè)错?xiàng)和外部中子源項(xiàng)；

求解方程(2)得到球床式高溫氣冷堆各區(qū)域考慮中子泄漏效應(yīng)的多群中子角通量密度ψ_h,m(r,θ,z)，利用式(3)進(jìn)一步計(jì)算得到球床式高溫氣冷堆各區(qū)域的多群中子通量密度即：

式中：

M——離散角度的總數(shù)；

ω_m——第m個(gè)方向的求積權(quán)重系數(shù)；

φ_h(r,θ,z)——多群中子通量密度；

由于該步驟對(duì)球床式高溫氣冷堆進(jìn)行全堆輸運(yùn)計(jì)算，因此計(jì)算得到的是全堆各區(qū)域考慮中子泄漏效應(yīng)的多群中子通量密度；

步驟4：利用全堆各區(qū)域考慮中子泄漏效應(yīng)的多群中子通量密度分別歸并全堆各區(qū)域的多群均勻化截面，獲得考慮中子泄漏效應(yīng)的各區(qū)域少群均勻化截面，用于三維全堆擴(kuò)散計(jì)算；

對(duì)于球床式高溫氣冷堆所有區(qū)域，利用式(4)、式(5)和式(6)歸并計(jì)算得到區(qū)域的少群均勻化截面：

式中：

——位置區(qū)域的多群、少群均勻化裂變能譜；

——位置區(qū)域的多群、少群均勻化宏觀反應(yīng)截面，其中x代表反應(yīng)類型，包括總(t)、輸運(yùn)(tr)、裂變(f)等反應(yīng)；

——位置區(qū)域、第h′能群中子散射至第h能群的多群均勻化宏觀散射截面；

——位置區(qū)域、第g′能群中子散射至第g能群的少群均勻化宏觀散射截面；

上述球床式高溫氣冷堆各區(qū)域的少群均勻化截面已經(jīng)得到中子泄漏修正，后續(xù)用于三維全堆擴(kuò)散計(jì)算。