一種獲取反應堆堆芯中子通量密度精細分布的方法與流程

2023-12-11 01:29:07 6

本發明涉及核反應堆堆芯設計和反應堆物理計算領域，具體涉及一種獲取反應堆堆芯中子通量密度精細分布的方法。

背景技術：
為了保證反應堆堆芯設計安全和運行安全，需要準確快速地計算出反應堆及相關的設備內中子通量密度分布的情況。目前廣泛採用的傳統反應堆堆芯中子通量密度精細分布的方法是「重構法」。所謂「重構法」是指：1.利用節塊法堆芯擴散程序得到節塊平均中子通量密度，面平均中子通量密度，面平均中子流密度等堆芯在節塊層面上的中子信息；2.通過中子通量密度重構方法利用已知的中子信息獲得堆芯中子通量密度分布函數；3.離散上述分布函數獲得堆芯中子通量密度的精細分布。為了保證重構精度，「重構法」需要更多的中子信息，進而衍生出了先利用節塊法獲得的中子信息求出節塊角點處的中子通量密度和中子流密度等，再利用這些已知信息(包括節塊法獲得的中子信息和節塊角點處的中子信息)進行重構。然而，一方面，由於「重構法」需要額外的重構計算，增加了計算成本和帶來了額外的誤差；另一方面，「重構法」由於從節塊法獲得的中子信息較少(即使加上節塊角點處的信息)，無法獲得較高階數的分布函數，所以在中子通量密度分布不夠平緩的區域(如靠近反射層的區域)，其重構精度很差。

技術實現要素：
為了克服上述現有技術存在的問題，本發明的目的在於提供一種獲取反應堆堆芯中子通量密度精細分布的方法，為了獲取反應堆中子通量密度精細分布，本發明方法利用離散變分節塊法(VNM)獲得的節塊中子通量密度分布展開式，它能夠快速準確地獲得反應堆中子通量密度精細分布。為了實現上述目的，本發明採取了以下技術方案：一種獲取反應堆堆芯中子通量密度精細分布的方法，包括以下步驟：步驟1：使用離散變分節塊法求解堆芯擴散方程，獲得各節塊內形如下式的中子通量密度展開式；其中，Φ(r)為待求的中子通量密度分布；fi(r)為由完全正交多項式組成的空間基函數；為展開係數；步驟2：利用步驟1中獲得中子通量密度展開式並以下列公式進行離散便獲得反應堆堆芯內中子通量密度精細分布其中φ(r)為待離散的中子通量密度；r＝(r1,r2,r3,…)為待展開區域坐標；為展開係數；V為離散區域的體積；v為待求的離散區域。與現有技術相比，本發明有如下突出特點：本發明使用離散變分節塊法獲得的節塊中子通量密度展開式直接進行離散，使反應堆堆芯內中子通量密度精細分布的精度與節塊法精度相同，省去了重構帶來的額外誤差和計算代價。附圖說明圖1為二維反應堆堆芯熱群中子通量密度精細分布誤差圖。具體實施方式下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細說明：本發明通過離散變分節塊法(VNM)獲得節塊中子通量密度分布展開式，獲得反應堆中子通量密度精細分布。該方法具體計算流程包括以下方面：1.對於中子擴散方程，將節塊內中子通量密度進行如下展開：2.利用變分節塊法進行迭代計算獲得步驟1中節塊內中子通量密度的展開式係數3.利用步驟1中獲得中子通量密度展開式進行離散便可獲得反應堆堆芯內中子通量密度精細分布。在堆芯計算中離散變分節塊法獲得中子通量密度展開式進而獲得中子通量密度的精細分布，創造性地省去了「重構法」額外的步驟，能夠有效地獲得精度較高的中子通量密度精細分布。計算結果表明，本發明能夠獲得較高精度的中子通量密度精細分布。圖1是二維壓水堆四分之一堆芯熱群中子通量密度精細分布誤差，其以細網節塊計算的結果作為標準。可以發現本發明得到了精度較高的中子通量密度精細分布。