非全反射條件下粗網(wǎng)格等效均勻化參數(shù)的計算及應(yīng)用.pdf

1、由于現(xiàn)行輕水堆(LWR)堆芯物理分析理論和數(shù)值計算方法的不完善及輕水堆堆芯設(shè)計的日益復(fù)雜化，目前國際上廣泛開展了下一代(第三代)輕水堆堆芯數(shù)值計算理論和方法(NGM)的研究。國際上NGM方法研究的主要思路是完全拋棄目前廣泛使用的組件輸運計算-均勻化-全堆擴散計算這一基本架構(gòu)，直接進行全堆三維輸運計算，這勢必造成對多年積累的堆芯物理分析方法、經(jīng)驗、程序等資源的浪費。為此，上海交通大學(xué)(SJTU)與西屋公司在合作研發(fā)項目中提出了改進目前一代

2、的輕水堆堆芯物理分析方法以適應(yīng)將來的要求這一新思路。本文集中于改進組件均勻化方法，粗網(wǎng)格等效均勻化參數(shù)的計算方法和多群組件精細功率重構(gòu)方法的研究上。 本研究采用Colorset計算模型代替現(xiàn)行的單組件全反射計算模型來進行組件均勻化計算，以充分考慮組件間的干涉效應(yīng)。在Colorset組件均勻化計算時，需要進行非全反射邊界條件下的不連續(xù)因子計算。非全反射邊界條件下不連續(xù)因子計算時，計算方法與下游全堆均勻組件計算的一致性是需要遵守的原

3、則。本文采用了兩次一維邊值計算來得到不連續(xù)因子，在一維邊值計算時，使用與下游全堆均勻組件計算完全一致的均勻組件擴散系數(shù)、網(wǎng)格大小、節(jié)塊內(nèi)通量展開方法、橫向泄漏近似等近似方法，在保證邊界中子流、組件平均反應(yīng)率、keff守恒的條件下，得到均勻組件內(nèi)一維通量分布，以產(chǎn)生“自洽”的組件不連續(xù)因子。采用這種方法產(chǎn)生的組件不連續(xù)因子可以有效地吸收均勻化過程及全堆均勻組件擴散計算中使用的近似方法帶來的誤差。 本文開發(fā)了兩種多群組件精細功率重構(gòu)

4、方法(PPR)，它們均采用半解析基函數(shù)展開方法，即多項式+平面波函數(shù)來展開節(jié)塊內(nèi)通量分布。第一種方法采用源展開方法確定多項式部分的展開式系數(shù)，采用節(jié)塊面平均通量和角點通量來確定平面波部分的展開式系數(shù)，確定了節(jié)塊內(nèi)通量分布后再使用最小二乘迭代的方法來更新源展開式系數(shù)。計算節(jié)塊角點通量采用了全堆掃描的方法，在堆芯中每個角點處使用角點無源及角點通量連續(xù)條件，得到角點通量與節(jié)塊面平均通量及其它角點通量的關(guān)系，迭代掃描堆芯中各角點的通量直至收斂。