【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于核反应堆物理数值计算，尤其涉及一种跟随控制棒移动燃料组件的燃耗计算方法及系统。
技术介绍
1、大部分核反应堆中燃料组件在堆芯内的位置是固定的，控制棒通过驱动机构在燃料组件内部上下移动实现对反应堆的安全控制。但在某些研究堆中，为实现紧凑堆芯的反应性控制，采用跟随燃料组件的设计方案，即燃料组件与控制棒在轴向连接，控制棒上下移动也会带动燃料组件一同移动。与步进式的控制棒不同，这类控制棒采用连续动棒方式，控制棒和跟随燃料组件的位置不固定。燃料组件在反应堆运行过程中，燃料会不断被消耗，也被称为燃耗效应，与功率、中子通量这些只体现反应堆当前状态的参数不同，燃耗是一种累积效应。燃料组件燃耗对于反应堆的安全运行至关重要，也是数值模拟计算的重要目标参数。
2、专利技术人发现，由于计算效率的要求，在反应堆的中子学计算中，轴向分层的数量是有限的，传统方法在计算可移动燃料组件的燃耗问题时，采用等间距的轴向网格，对于步进式的控制棒，网格间距等于控制棒的步长，燃料组件随控制棒移动时，燃耗计算网格和中子学计算网格能够较容易的匹配；但对于连续移动的控制棒，则需要采用非常小的计算网格，否则会产生控制棒尖齿效应，而计算网格越小，计算效率越低。采用自适应网格方法是处理控制棒尖齿效应的有效手段，在反应堆运行过程中，控制棒棒位不断变化以补偿反应性，当燃料组件随着控制棒移动时，不同材料的交界面的轴向位置也发生了改变，这就导致了轴向分层的不固定，燃耗具有累积分布效应，轴向分层的不断变化使燃料组件的燃耗计算网格和中子学计算网格难以建立有效的映射。p>
技术实现思路
1、本专利技术为了解决上述问题，提出了一种跟随控制棒移动燃料组件的燃耗计算方法及系统，本专利技术能够保证燃耗计算网格和中子学计算网格的匹配，能够考虑随控制棒移动的燃料组件燃耗的累积分布效应，提高了燃耗的计算精度。
2、为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
3、第一方面，本专利技术提供了一种跟随控制棒移动燃料组件的燃耗计算方法，包括：
4、根据堆芯的相关参数，建立计算模型；
5、对计算模型进行网格划分，得到初始网格；
6、根据控制棒及其连接的燃料组件的初始位置，确定轴向材料分段的分界面，在分界面位置划分轴向网格，并将划分的网格与初始网格合并，得到控制棒棒位改变前网格；根据控制棒棒位改变前网格，按照给定的燃耗点进行计算，得到控制棒棒位改变前网格中每个网格的燃耗值；
7、根据控制棒位置发生变化时控制棒及其连接的燃料组件的位置，确定轴向材料分段的分界面，在分界面位置划分轴向网格，并将划分的网格与初始网格合并，得到控制棒棒位改变后网格；按照控制棒轴向位置变化量，对控制棒棒位改变后网格进行偏移，得到偏移后网格；
8、计算控制棒棒位改变前网格中每个网格对偏移后网格中每个网格的燃耗权重；根据燃耗权重，以及控制棒棒位改变前网格中每个网格的燃耗值，计算得到偏移后网格中每个网格的燃耗值。
9、进一步的，堆芯的相关参数包括几何尺寸和材料属性参数。
10、进一步的，初始网格在整个计算过程中不发生改变。
11、进一步的，计算每个网格的功率和燃耗值公式为：
12、
13、其中，i为网格编号；为上一个燃耗步的燃耗值，k为常数，表示燃耗步；为燃耗值；δtk为时间步长；ρi为初始铀装量；为功率。
14、进一步的，根据控制棒棒位改变后位置与改变前位置的差，得到控制棒轴向位置变化量；将控制棒棒位改变后网格的每一个轴向分段的上边界和下边界都减去控制棒轴向位置变化量，得到控制棒棒位改变后并轴向偏移的偏移后网格。
15、进一步的，按照控制棒棒位改变前网格中每个网格在偏移后网格中每个网格所占的体积百分比，计算控制棒棒位改变前网格中每个网格对偏移后网格中每个网格的燃耗权重。
16、进一步的，偏移后网格的网格与控制棒棒位改变后网格的网格一一对应。
17、第二方面，本专利技术还提供了一种跟随控制棒移动燃料组件的燃耗计算系统，包括：
18、模型建立模块，被配置为：根据堆芯的相关参数，建立计算模型；
19、初始网格划分模块，被配置为：对计算模型进行网格划分，得到初始网格；
20、第一计算模块，被配置为：根据控制棒及其连接的燃料组件的初始位置，确定轴向材料分段的分界面，在分界面位置划分轴向网格，并将划分的网格与初始网格合并，得到控制棒棒位改变前网格；根据控制棒棒位改变前网格，按照给定的燃耗点进行计算，得到控制棒棒位改变前网格中每个网格的燃耗值；
21、偏移模块，被配置为：根据控制棒位置发生变化时控制棒及其连接的燃料组件的位置，确定轴向材料分段的分界面，在分界面位置划分轴向网格，并将划分的网格与初始网格合并，得到控制棒棒位改变后网格；按照控制棒轴向位置变化量，对控制棒棒位改变后网格进行偏移，得到偏移后网格；
22、第二计算模块，被配置为：计算控制棒棒位改变前网格中每个网格，对偏移后网格中每个网格的燃耗权重；根据燃耗权重，以及控制棒棒位改变前网格中每个网格的燃耗值，计算得到偏移后网格中每个网格的燃耗值。
23、第三方面，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现了第一方面所述的跟随控制棒移动燃料组件的燃耗计算方法的步骤。
24、第四方面，本专利技术还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现了第一方面所述的跟随控制棒移动燃料组件的燃耗计算方法的步骤。
25、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
26、本专利技术中，首先根据控制棒及其连接的燃料组件的初始位置，确定轴向材料分段的分界面，在分界面位置划分轴向网格，并将划分的网格与初始网格合并，得到控制棒棒位改变前网格；根据控制棒棒位改变前网格，按照给定的燃耗点进行计算，得到控制棒棒位改变前网格中每个网格的燃耗值；然后，根据控制棒位置发生变化时控制棒及其连接的燃料组件的位置，确定轴向材料分段的分界面，在分界面位置划分轴向网格，并将划分的网格与初始网格合并，得到控制棒棒位改变后网格；按照控制棒轴向位置变化量，对控制棒棒位改变后网格进行偏移，得到偏移后网格；最后，计算控制棒棒位改变前网格中每个网格，对偏移后网格中每个网格的燃耗权重；根据燃耗权重，以及控制棒棒位改变前网格中每个网格的燃耗值，计算得到偏移后网格中每个网格的燃耗值；网格划分过程充分考虑了控制棒轴向位置的变化，并考虑了控制棒轴向位置前后网格之间的关系，能够保证燃耗计算网格和中子学计算网格的匹配，能够考虑随控制棒移动的燃料组件燃耗的累积分布效应，在不减小计算网格的基础上提高了对燃耗的计算精度，保证了计算效率。
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1.一种跟随控制棒移动燃料组件的燃耗计算方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种跟随控制棒移动燃料组件的燃耗计算方法，其特征在于，堆芯的相关参数包括几何尺寸和材料属性参数。
3.如权利要求1所述的一种跟随控制棒移动燃料组件的燃耗计算方法，其特征在于，初始网格在整个计算过程中不发生改变。
4.如权利要求1所述的一种跟随控制棒移动燃料组件的燃耗计算方法，其特征在于，计算每个网格的功率和燃耗值公式为：
5.如权利要求1所述的一种跟随控制棒移动燃料组件的燃耗计算方法，其特征在于，根据控制棒棒位改变后位置与改变前位置的差，得到控制棒轴向位置变化量；将控制棒棒位改变后网格的每一个轴向分段的上边界和下边界都减去控制棒轴向位置变化量，得到控制棒棒位改变后并轴向偏移的偏移后网格。
6.如权利要求1所述的一种跟随控制棒移动燃料组件的燃耗计算方法，其特征在于，按照控制棒棒位改变前网格中每个网格在偏移后网格中每个网格所占的体积百分比，计算控制棒棒位改变前网格中每个网格对偏移后网格中每个网格的燃耗权重。
7.如权利要求1所
8.一种跟随控制棒移动燃料组件的燃耗计算系统，其特征在于，包括：
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现了如权利要求1-7任一项所述的跟随控制棒移动燃料组件的燃耗计算方法的步骤。
10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现了如权利要求1-7任一项所述的跟随控制棒移动燃料组件的燃耗计算方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种跟随控制棒移动燃料组件的燃耗计算方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种跟随控制棒移动燃料组件的燃耗计算方法，其特征在于，堆芯的相关参数包括几何尺寸和材料属性参数。
3.如权利要求1所述的一种跟随控制棒移动燃料组件的燃耗计算方法，其特征在于，初始网格在整个计算过程中不发生改变。
4.如权利要求1所述的一种跟随控制棒移动燃料组件的燃耗计算方法，其特征在于，计算每个网格的功率和燃耗值公式为：
5.如权利要求1所述的一种跟随控制棒移动燃料组件的燃耗计算方法，其特征在于，根据控制棒棒位改变后位置与改变前位置的差，得到控制棒轴向位置变化量；将控制棒棒位改变后网格的每一个轴向分段的上边界和下边界都减去控制棒轴向位置变化量，得到控制棒棒位改变后并轴向偏移的偏移后网格。
6.如权利要求1所述的一种跟随控制棒移动燃...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏凡，毕光文，韩宇，杨波，陈军，杨伟焱，彭良辉，楼吉洁，秦玉龙，吴雪雯，
申请(专利权)人：上海核工程研究设计院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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