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一种适用于异形燃料的等效建模方法及系统技术方案

技术编号:43832474 阅读:27 留言:0更新日期:2024-12-31 18:31
一种适用于异形燃料的等效建模方法及系统,涉及核反应堆设计中的燃料元件建模领域。解决现有技术核设计所采用的设计程序的针对的是简单的圆柱形燃料元件,难以处理复杂的几何模型,等效建模方法包括:计算异形十字螺旋燃料模型的有效增殖系数,初始化中心燃料圆柱体积为异形十字螺旋燃料总体积的二分之一;初始化与异形十字螺旋燃料的有效增殖系数相等的等效模型,并设定等效模型的初始值;使用蒙特卡洛方法计算的等效模型的有效增殖系数,并与异形十字螺旋燃料模型的有效增殖系数相比较,使用蒙特卡洛方法分别计算异形十字螺旋模型与等效模型在不同燃耗点下的有效增殖系数并进行比较;还适用于异形十字螺旋燃料分析和反应堆燃料组件设计领域中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及核反应堆设计中的燃料元件建模领域,具体涉及一种适用于异形燃料的等效建模方法及系统


技术介绍

1、近年来随着反应堆的不断发展,核反应堆设计中的燃料元件趋于多样化,出现了棒状、球状、环状、板状及十字型和绕丝型等异形几何。其中异形十字螺旋燃料组件通过增大换热面积提升了其热工水力性能和功率密度。相较于传统的压水堆燃料元件,螺旋状结构元件能够在保证强换热能力的同时维持运行工况下的材料强度和结构完整性,从而提高反应堆的安全性和经济性。但是由于传统反应堆中子物理分析对象多为规则几何,难以应用于异形几何,因此就异形螺旋元件而言,需要建立相应的等效模型来简化其几何特征,使其能够适配传统的中子学分析软件。

2、蒙特卡洛程序如serpent,openmc等描述几何的方法是结构实体几何(csg)。这种方法使用方程曲面的布尔运算来表示实体几何,其中常用的几何形状包括平面、圆、六边形、矩形等规则形状。csg方法能够精确描述异形十字螺旋燃料单个二维截面的几何特征,如图2所示(图中黄色部分为燃料,蓝色与橙色部分为冷却剂,灰色部分为包壳),将离散的二维截面轴向拉本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种适用于异形燃料的等效建模方法,其特征在于,所述等效建模方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的适用于异形燃料的等效建模方法,其特征在于,步骤一中所述的异形十字螺旋燃料模型采用轴向切片分十层的CSG堆叠模型实现。

3.根据权利要求1是所述的适用于异形燃料的等效建模方法,其特征在于,步骤三中对中间层冷却剂的体积更新的方法为:Wateriter=(Watermin+Watermax)/2

4.根据权利要求1是所述的适用于异形燃料的等效建模方法,其特征在于,步骤四中对中心燃料的体积更新的方法为:Fueliter=(Fuelmin+Fuelmax)/...

【技术特征摘要】

1.一种适用于异形燃料的等效建模方法,其特征在于,所述等效建模方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的适用于异形燃料的等效建模方法,其特征在于,步骤一中所述的异形十字螺旋燃料模型采用轴向切片分十层的csg堆叠模型实现。

3.根据权利要求1是所述的适用于异形燃料的等效建模方法,其特征在于,步骤三中对中间层冷却剂的体积更新的方法为:wateriter=(watermin+watermax)/2

4.根据权利要求1是所述的适用于异形燃料的等效建模方法,其特征在于,步骤四中对中心燃料的体积更新的方法为:fueliter=(fuelmin+fuelmax)/2

5.根据权利要求1所述的适用于异形燃料的等效建模方法,其特征在于,所述步骤二中所述的与异形十字螺旋燃料的有效增殖系数keffhex相等的等效模型的布置方式依次为中心燃料、中间层冷却剂、外层燃料、包壳和外层冷却剂。

6....

【专利技术属性】
技术研发人员:张乾李嘉诚
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:

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