基于CMFD加速输运计算的球床反应堆堆芯参数获取方法技术

本发明专利技术提供一种基于CMFD加速输运计算的球床反应堆堆芯参数获取方法。首先将球床区域和燃料球进行网格划分，分别得到CMFD计算的粗网和输运计算的细网，再通过距离关系使得粗网与细网能够严格对应并得到粗网的截面等信息。由于圆柱几何的特殊性，求得圆柱粗网下中心网格与邻居网格间的宽度和面积并从中子扩散方程开始推导，最终得到圆柱几何下CMFD线性系统。由于圆柱自身特殊的几何特性，用中子流密度代替中子流计算。并对球床网格进行二次划分的特殊处理，进而减少了求粗网均匀化参数的计算误差。为了保证高阶输运计算与CMFD方法的严格等价，引入了节块不连续因子和扩散系数修正因子，解决了传统CMFD可能计算发散的问题。解决了传统CMFD可能计算发散的问题。解决了传统CMFD可能计算发散的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于CMFD加速输运计算的球床反应堆堆芯参数获取方法


[0001]本专利技术涉及中子输运计算领域，具体涉及一种基于CMFD加速输运计算的球床反应堆堆芯参数获取方法。

技术介绍

[0002]目前核反应堆建模与计算软件中OpenMOC、NECP
‑
X、CBZ等软件都有常规轻水反应堆在高保真输运计算下的数值加速功能，其中最常用的数值加速方法是粗网有限差分方法CMFD。在传统的CMFD方法中，发展出基于广义等价理论的CMFD加速方法gCMFD，基于偏流的CMFD加速方法pCMFD等。
[0003]传统CMFD技术利用粗网格加速细网格，在中子输运计算迭代收敛之前，利用中子输运计算归并出粗网格的等效均匀化参数，再利用均匀化参数定义出来的一个等价的有限差分方程，通过求解该有限差分方程得到粗网格的交界面中子流和网格体积平均通量，从而修正中子输运计算的细网格参数，为精细化中子输运方程提供良好的初值，减少其迭代次数，进而加速中子输运计算的迭代收敛。
[0004]在传统CMFD基础上发展了基于偏流的pCMFD，其使用部分中子流而不是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于CMFD加速输运计算的球床反应堆堆芯参数获取方法，其特征在于，所述球床反应堆堆芯包括圆柱状的球床和设置在所述球床内部的燃料球；所述方法包括如下步骤：S100，构建球床反应堆堆芯模型，所述球床反应堆堆芯模型包括球床模型和燃料球模型；S110，对所述球床模型按照第一设定划分规则进行网格划分，得到球床的粗网格集C＝(C1，C2，
…
，C
n
)；以及对所述燃料球模型按照第二设定划分规则进行划分，得到第一细网格集I1＝(I11，I12，
…
，I1
m
)；n为球床的粗网格集中包括的粗网格数量，m为第一细网格集中包括的细网格数量；S120，对每个球床的粗网格按照第一设定划分规则进行网格划分，得到第二细网格集I2＝(I21，I22，
…
，I2
k
)，k为第二细网格集中包括的细网格数量；S130，对于C中的任一粗网格C
i
，i的取值为1到n，执行如下步骤：遍历I1，如果C
i
与I
j
为相交或者包含关系，则C
i
内被I
j
占据的部分C
i
∩I
j
替换为燃料球的材料属性，j的取值为1到m；S140，基于第一细网格集和第二细网格集中的细网截面信息进行中子输运计算，得到细网格中的中子通量密度、中子流和反应堆堆芯的有效增值系数；S150，基于得到的细网格的中子通量密度，获取C中的粗网格均匀化截面信息；S160，构建圆柱几何下的CMFD线性系统，并基于输运计算的中子流和获取的均匀化截面化信息对圆柱几何下的CMFD线性系统进行求解，得到粗网格的中子通量密度和CMFD方程的有效增值系数；S170，基于得到的粗网格的中子通量密度和CMFD方程的有效增值系数进行中子输运计算，得到细网格中的中子通量密度和堆芯的有效增值系数；S180，如果(K
当
‑
K
上
)/K
当
＜a，执行S190，否则，返回S150；其中，K
当
为当前得到的反应堆堆芯的有效增值系数，K
上
为上一次得到的反应堆的有效增值系数，a设定误差阈值；S190，结束计算程序，输出当前得到的细网格的中子通量密度和反应堆的有效增值系数，作为目标堆芯参数；所述圆柱几何下的CMFD线性系统为：其中，Neighbors表示中心网格的邻居网格编号neighbors∈{W，E，B，T，S，N}，W，E，B，T，S，N分别表示中心网格的西侧、东侧、底侧、顶侧、南侧和北侧；表示中心网格c向邻居网格n方向的耦合扩散系数；表示中心网格c的平均中子通量；表示邻居网格n向中心网格c方向的耦合扩散系数；表示邻居网格n的平均中子通量；A
c,n
表示中心网格c与邻居网格n的交界面面积；V
c
表示中心网格c的体积；
∑
s,g
′→
g,c
表示中心网格c由g
’
能群到g能群的散射截面；表示中心网格c在第g
’
能群的平均中子通量；λ表示特征值；x
g
表示第g能群的裂变能谱；v表示平均裂变中子数；∑
f,g
′
,c
表示中心网格c第g
’
能群的裂变截面；∑
t,g,c
表示中心网格c第g能群中的总宏观截面；表示中心网格c在第g能群的平均中子通量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一设定划分规则为沿圆柱的径向、轴向和周向进行划分；第二设定划分规则为沿球体的半径、方位角和极角进行划分。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，C
i
与I
j
的关系通过如下步骤确定：S10，获取I
j
的圆心到C
i
的各个面的垂直距离d
jE
，d
jw
，d
jT
，d
jB
，d
jS
，d
jN
，其中，d
jE
，d
jw
，d
jT
，d
jB
，d
jS
，d
jN
分别表示I
j
的圆心到C
i
的东面、西面、顶面、底面、南面和北面的距离；S20，如果min(d
jE
，d
jw
，d
jT
，d
jB
，d
jS
，d
jN
)＜R
j
，则表示I
j
与C
i
相交；S30，如果min(d
jE
，d
jw
，d
jT
，d
jB
，d
jS
，d
jN
)＞R
j
，则表示I
j
与C
i
相离；S20，如果则表示I
j
包含于C
i
，p∈(E，W，T，B，S，N)。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，圆柱几何下的CMFD线性系统中的耦合耦合扩散系数通过下式表示：扩散系数通过下式表示：扩散系数通过下式表示：扩散系数通过下式表示：扩散系数通过下式表示：
其中，j
c,E
、j
c,W
、j
c,T
、j
c,B
、j
c,S
和j
c,N
分别表示中心粗网格c向n方向的中子流，n∈{W，E，B，T，S，N}；f
c,n
表示中心网格c向位于n方向的邻居网格的节块不连续因子(n∈{W，E，S，N，T，B})；g

【专利技术属性】
技术研发人员：郝琛，文宇晨，岳鑫，康乐，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：