基于伴隨通量的反應(yīng)堆臨界硼濃度及控制棒位置搜索方法研究.pdf

1、蒙特卡羅方法由于幾何適應(yīng)性強、計算結(jié)果精確等優(yōu)勢，在先進核能系統(tǒng)的設(shè)計與分析中獲得越來越廣泛的應(yīng)用。臨界硼濃度、控制棒位置等關(guān)鍵參數(shù)搜索是反應(yīng)堆設(shè)計和物理分析的重要組成部分，傳統(tǒng)的臨界搜索方法需要進行多次臨界計算，蒙特卡羅方法收斂速度慢，導(dǎo)致搜索效率低下。因此，發(fā)展先進、高效的蒙特卡羅臨界搜索方法成為重要研究方向。本文在中子輸運設(shè)計與安全評價軟件系統(tǒng)SuperMC的基礎(chǔ)上，基于伴隨通量研究反應(yīng)堆臨界硼濃度及控制棒位置搜索方法。主要研究工

2、作如下:
　　1)發(fā)展了基于伴隨通量的臨界硼濃度搜索方法。針對伴隨通量計算問題，基于反復(fù)裂變幾率方法，并進一步采取源歸并策略，在不增加內(nèi)存消耗的前提下，獲得精確的伴隨通量統(tǒng)計結(jié)果。針對臨界硼濃度搜索的問題，從中子輸運方程的伴隨方程和擾動方程出發(fā)，推導(dǎo)出有效增殖因子對硼濃度變化的響應(yīng)系數(shù)，計算出系統(tǒng)達到臨界狀態(tài)需要的硼濃度變化量，并通過美國Westinghouse公司標準17×17壓水堆組件模型進行了該功能的正確性驗證。
　　

3、2)發(fā)展了基于軸向離散的臨界控制棒位置搜索方法。針對臨界控制棒位置搜索的問題，采用了軸向分段的策略，計算出每一段控制棒對有效增殖因子的影響，推導(dǎo)出有效增殖因子對控制棒位置變化的響應(yīng)系數(shù)，實現(xiàn)了控制棒位置的臨界搜索，并通過C5G7-UOX組件模型驗證了該功能的正確性。
　　本文進一步采用Hoogenboom等提出的壓水堆全堆芯Hoogenboom基準模型和IAEA BN-600基準例題進行校驗，分別通過一次計算得到了Hoogenbo