反應(yīng)堆蒙卡分析中熱工反饋效應(yīng)初步研究.pdf

1、求解中子輸運問題的方法主要有確定論方法和蒙特卡羅(Monte Carlo)方法。蒙特卡羅方法具有較真實模擬粒子歷史和模擬復雜幾何形狀等優(yōu)點。過去，蒙卡方法受制于計算機配置和計算能力的限制，通常是被用作確定論方法的補充。目前隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，蒙卡方法在反應(yīng)堆臨界安全分析、輸運計算及全堆芯精細模擬等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
　　在反應(yīng)堆計算中，堆芯物理參數(shù)與熱工參數(shù)相互影響和制約，共同調(diào)節(jié)反應(yīng)堆的運行狀況，這一現(xiàn)象被稱為反應(yīng)堆熱工

2、反饋效應(yīng)，是分析堆芯物理現(xiàn)象的基礎(chǔ)。因此，研究蒙卡方法及蒙卡程序，并對其熱工反饋效應(yīng)進行研究具有重要意義，研究反應(yīng)堆物理熱工耦合計算有助于未來更真實模擬反應(yīng)堆運行狀態(tài)及揭示堆芯的物理特性。
　　本文首先調(diào)研了蒙卡方法及程序并建立適合壓水堆的熱工計算模型。調(diào)研蒙卡方法及程序方面，主要對蒙卡程序的臨界計算流程和Keff、功率分布的計算及統(tǒng)計方法進行了初步研究，選取了國核軟件中心與清華大學聯(lián)合開發(fā)的cosRMC蒙卡程序。建立熱工計算模型

3、方面，考慮壓水堆堆型及適于蒙卡程序參數(shù)反饋的目的，選取單通道模型，通過建立燃料、包殼及冷卻劑的軸向及橫向傳熱換熱簡化模型，選取合適的熱工參數(shù)及計算公式采用直接數(shù)值模擬方法加以研究。
　　本文還對溫度反饋的截面處理進行了相關(guān)研究，選取偽材料插值方法并制作不同溫度下ACE格式截面庫。首先對比分析了截面隨溫度反饋的處理方法，綜合考慮計算精度及計算效率等因素選取偽材料插值方法;其次，使用SIGACE程序制作一定溫度間隔的ACE格式截面庫。

4、選取柵元基準題，計算分析了使用不同溫度截面庫的燃料對有效增值因子Keff的影響，并對比了不同溫度下235U截面的變化趨勢，初步證明了所制作截面庫的合理性和可行性。
　　然后，對蒙卡程序cosRMC的臨界功能進行測試驗證并基于蒙卡程序cosRMC的臨界功能開發(fā)熱工反饋模塊及耦合程序。首先，使用cosRMC對BEAVRS基準題進行建模計算，通過對臨界本征值、控制棒價值及全堆功率分布的計算與分析，初步驗證cosRMC的臨界計算功能。其次

5、，在已有蒙卡程序cosRMC的基礎(chǔ)上使用C++進行編程二次開發(fā)，采用內(nèi)耦合方式對源代碼進行修改，添加了熱工反饋計算模塊及耦合程序，可實現(xiàn)熱工參數(shù)（燃料、包殼、冷卻劑溫度及冷卻劑密度）與物理參數(shù)（軸向功率分布）的反饋調(diào)節(jié)，完善了蒙卡程序的臨界計算功能。
　　最后，本文選取壓水堆柵元計算模型，對耦合程序計算結(jié)果進行測試與驗證分析。通過計算迭代收斂規(guī)律、Keff及功率分布結(jié)果驗證熱工反饋效應(yīng)對蒙卡程序臨界計算結(jié)果的影響，同時，通過對軸向