【摘要】：蒙特卡羅方法由于幾何適應(yīng)性強(qiáng)、計(jì)算結(jié)果精確等優(yōu)勢,在先進(jìn)核能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析中獲得越來越廣泛的應(yīng)用。臨界硼濃度、控制棒位置等關(guān)鍵參數(shù)搜索是反應(yīng)堆設(shè)計(jì)和物理分析的重要組成部分,傳統(tǒng)的臨界搜索方法需要進(jìn)行多次臨界計(jì)算,蒙特卡羅方法收斂速度慢,導(dǎo)致搜索效率低下。因此,發(fā)展先進(jìn)、高效的蒙特卡羅臨界搜索方法成為重要研究方向。本文在中子輸運(yùn)設(shè)計(jì)與安全評價軟件系統(tǒng)SuperMC的基礎(chǔ)上,基于伴隨通量研究反應(yīng)堆臨界硼濃度及控制棒位置搜索方法。主要研究工作如下:1)發(fā)展了基于伴隨通量的臨界硼濃度搜索方法。針對伴隨通量計(jì)算問題,基于反復(fù)裂變幾率方法,并進(jìn)一步采取源歸并策略,在不增加內(nèi)存消耗的前提下,獲得精確的伴隨通量統(tǒng)計(jì)結(jié)果。針對臨界硼濃度搜索的問題,從中子輸運(yùn)方程的伴隨方程和擾動方程出發(fā),推導(dǎo)出有效增殖因子對硼濃度變化的響應(yīng)系數(shù),計(jì)算出系統(tǒng)達(dá)到臨界狀態(tài)需要的硼濃度變化量,并通過美國Westinghouse公司標(biāo)準(zhǔn)17× 17壓水堆組件模型進(jìn)行了該功能的正確性驗(yàn)證。2)發(fā)展了基于軸向離散的臨界控制棒位置搜索方法。針對臨界控制棒位置搜索的問題,采用了軸向分段的策略,計(jì)算出每一段控制棒對有效增殖因子的影響,推導(dǎo)出有效增殖因子對控制棒位置變化的響應(yīng)系數(shù),實(shí)現(xiàn)了控制棒位置的臨界搜索,并通過C5G7-UOX組件模型驗(yàn)證了該功能的正確性。本文進(jìn)一步采用Hoogenboom等提出的壓水堆全堆芯Hoogenboom基準(zhǔn)模型和IAEA BN-600基準(zhǔn)例題進(jìn)行校驗(yàn),分別通過一次計(jì)算得到了 Hoogenboom達(dá)到臨界的硼濃度和IAEA BN-600達(dá)到臨界的控制棒位置,與國際上公開發(fā)表的結(jié)果吻合。測試結(jié)果初步表明本文發(fā)展的臨界搜索方法能夠較好地支持反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)與物理分析。
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圖３．１鏈?zhǔn)椒磻?yīng)示意圖逡逑３．邋１．１．２反復(fù)裂變幾率的程序?qū)崿F(xiàn)逡逑反復(fù)裂變幾率法不需要像確定論程序一樣求解伴隨方程，只需要在蒙特卡羅逡逑

邐□邐吸收逡逑圖３．１鏈?zhǔn)椒磻?yīng)示意圖逡逑３．邋１．１．２反復(fù)裂變幾率的程序?qū)崿F(xiàn)逡逑反復(fù)裂變幾率法不需要像確定論程序一樣求解伴隨方程，只需要在蒙特卡羅逡逑程序進(jìn)行前向模擬就可以得到伴隨通量的大小。反復(fù)裂變幾率過程示意圖如圖逡逑３．２所示。逡逑，

本文編號：2687610