一种压水堆堆芯瞬态精细功率重构方法技术

一种压水堆堆芯瞬态精细功率重构方法，直接从瞬态固定源方程出发，利用源项展开法对瞬态固定源方程右端整体源项进行双四次勒让德多项式展开，中子通量密度特解采用双四次勒让德多项式展开，中子通量密度通解采用双曲函数展开，对于瞬态固定源项采用双二次勒让德多项式展开，并结合全堆角点无源条件以及角点通量连续条件进行全堆迭代求解获得各展开项的展开系数，以此重构出瞬态计算过程中每个时间点各节块网格内的精细功率分布，为堆芯瞬态模拟提供堆芯功率峰因子，热通道焓升因子等关键物理量。本发明专利技术为基于源项展开的瞬态精细功率重构方法，适用于商用压水堆堆芯物理模拟计算采用的节块方法，计算精度高，并能实现能群解耦，即多群精细功率重构。

【技术实现步骤摘要】
一种压水堆堆芯瞬态精细功率重构方法
本专利技术涉及压水堆堆芯物理计算领域，具体涉及一种压水堆堆芯瞬态精细功率重构方法。
技术介绍
堆芯内每盒组件内的三维精细功率分布信息是反应堆物理计算关注的重要物理量之一，根据该精细功率分布信息可以获得功率峰值，堆芯功率峰因子和热通道焓升因子等反应堆安全相关物理量，以上物理量需保证在核设计限值内，防止堆芯运行时出现堆芯安全事故。目前商用压水堆的堆芯物理计算普遍采用计算效率高，计算精度满足工程需求的节块方法，如节块展开法，解析节块法和半解析节块法等，该类方法的网格大小是以节块进行划分的，即组件大小或是四分之一组件大小，节块方法只能计算得到节块平均中子通量密度和功率，若想获得组件内燃料棒网格级别的精细功率分布需要进行精细功率重构，即利用节块网格计算的平均值通过多项式展开方式重构出燃料棒网格级别的精细功率分布。国际上采用的精细功率重构方法有多项式方法、解析方法和源项展开法等，其中多项式方法是直接将两群的中子通量密度进行多项式展开，并采用节块体通量密度、面通量密度、角点通量密度和面中子流密度作为约束条件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压水堆堆芯瞬态精细功率重构方法，其特征在于：包括如下步骤：/n步骤1：根据实际堆芯燃料组件布置进行方形节块网格划分，取方形节块尺寸为一个燃料组件大小或是四分之一燃料组件大小，采用堆芯物理瞬态计算软件对节块网格级别的瞬态中子扩散方程进行计算，获得节块体通量密度、面通量密度以及瞬态固定源项；/n步骤2：初始化各方形节块网格4个角点的角点通量密度；/n步骤3：对瞬态中子扩散方程的时间项采用半隐式离散，并结合频率变换法获得瞬态固定源方程，瞬态精细功率重构即是从瞬态固定源方程出发，如公式(1)所示，其中Slt(ξ,η)即是步骤1中获得的瞬态固定源项/n

【技术特征摘要】
1.一种压水堆堆芯瞬态精细功率重构方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：根据实际堆芯燃料组件布置进行方形节块网格划分，取方形节块尺寸为一个燃料组件大小或是四分之一燃料组件大小，采用堆芯物理瞬态计算软件对节块网格级别的瞬态中子扩散方程进行计算，获得节块体通量密度、面通量密度以及瞬态固定源项；
步骤2：初始化各方形节块网格4个角点的角点通量密度；
步骤3：对瞬态中子扩散方程的时间项采用半隐式离散，并结合频率变换法获得瞬态固定源方程，瞬态精细功率重构即是从瞬态固定源方程出发，如公式(1)所示，其中Slt(ξ,η)即是步骤1中获得的瞬态固定源项



式中：
ξ——笛卡尔坐标系下x方向坐标
η——笛卡尔坐标系下y方向坐标

——第g能群，第k节块，第n时间步的中子通量密度，单位m-2·s-1

——第g能群，第k节块的扩散系数，单位m

——第g能群，第k节块的移出截面，单位m-1

——第h能群，第k节块的产生截面，单位m-1

——第h能群到第g能群，第k节块的散射截面，单位m-1
λ——特征值

——第g能群，第k节块，第n时间步的裂变能谱
θ——时间变量离散的松弛因子

——第g能群，第k节块的中子速度，单位m/s
Δtn——第n时间步的时间间隔，单位s

——频率变换因子

——第g能群，第k节块，第n时间步的瞬态固定源项
在步骤1获得各节块瞬态固定源项的前提下，将瞬态固定源项Slt(ξ,η)在二维平面分布用双二次勒让德多项式表示，展开式如公式(2)所示，省略能群符号g，节块序号k和时间步序号n，根据勒让德多项式的阶数i和j取值不同每个节块每个能群有9个展开系数mi,j，以当前计算节块为中心，将当前计算节块以及包围该节块的周围8个节块共9个节块的瞬态固定源项作为定解条件代入公式(2)，构建矩阵并计算获得展开系数mi,j；



式中：
mi,j——瞬态固定源项展开系数
Pi(ξ)——x方向i阶勒让德多项式
Pj(η)——y方向j阶勒让德多项式
以上三个步骤在瞬态精细功率重构过程中只需进行一次计算，后续步骤进入迭代求解过程；
步骤4：公式(1)等号右侧整体为方程的源项，源项展开式如公式(3)所示，省略能群符号g，节块序号k和时间步序号n，将公式(3)代入公式(1)中建立源项展开系数si,j和瞬态固定源项展开系数mi,j、中子通量密度特解展开系数pi,j以及中子通量密度通解展开系数ai之间的对应关系，若是第一次执行步骤4，则初始化源项展开系数si,j；若不是第一次执行步骤4，则根据步骤3的瞬态固定源项展开系数mi,j和上一迭代步里步骤5更新的中子通量密度特解展开系数pi,j，以及步骤8更新的中子通量密度通解展开系数ai更新当前迭代步每个能群13项源项展开系数si,j；



式中：
S(ξ,η)——瞬态固定源方程右侧源项，即公式(1)等号右侧整体
si,j——源项展开系数，根据阶数i和j取值不同共有13个
步骤5：中子通量密度特解在每个节块内的空间分布如公式(4)所示，省略能...

【专利技术属性】
技术研发人员：万承辉，白家赫，李云召，吴宏春，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61