由于研究堆的運(yùn)行特性與核電站不同,即堆芯內(nèi)的樣品輻照多樣化、反應(yīng)堆頻繁啟停,尤其根據(jù)需求可能在碘坑中開啟反應(yīng)堆。而現(xiàn)有計(jì)算方法和程序軟件無法完全滿足需求,需要重新開發(fā)適于研究堆運(yùn)行特性的燃料管理系統(tǒng),跟蹤反應(yīng)堆燃耗分布,有效防止超燃耗引發(fā)的燃料組件破損。本研究建立了一套基于蒙特卡羅粒子輸運(yùn)-燃耗-臨界-多溫截面的多耦合研究堆燃料管理方法,編制了計(jì)算程序MCBMPI,進(jìn)行了基準(zhǔn)題的正確性驗(yàn)證和加速性能驗(yàn)證,并依據(jù)300#反應(yīng)堆的物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析,結(jié)果表明該方法具有較好的適用性,對(duì)保障反應(yīng)堆安全運(yùn)行具有重要意義。主要包含以下研究?jī)?nèi)容:首先,研究了輸運(yùn)-燃耗-臨界-多溫截面的多耦合計(jì)算方法,開發(fā)了多耦合燃料管理程序MCBMPI。該程序采用了系列先進(jìn)算法,包括輸運(yùn)-燃耗耦合的預(yù)估-校正算法、燃耗反應(yīng)截面的超精細(xì)群方法、自適應(yīng)臨界搜索算法等。并采用算例對(duì)燃耗反應(yīng)截面的超精細(xì)群方法、自適應(yīng)臨界搜索算法分別進(jìn)行了驗(yàn)證。其次,用基準(zhǔn)題對(duì)程序進(jìn)行了正確性驗(yàn)證,詳細(xì)對(duì)比了本征值和燃耗末期的核素濃度。用300#研究堆對(duì)該程序進(jìn)行了完整的氙平衡中毒及碘坑實(shí)驗(yàn)對(duì)比和燃耗反應(yīng)性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。最后,根據(jù)堆... 

【文章來源】：中國(guó)工程物理研究院北京市

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１－５?ＣＡＲＲ研宄堆堆芯布置圖??高通量工程試驗(yàn)堆（ＨＦＥＴＲ：?Ｈｉｇｈ?Ｒｕｘ?Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ?Ｔｅｓｔ?Ｒｅａｃｔｏｒ）采用六角??形組件結(jié)構(gòu)，其堆芯布置如圖１－６所示

?基于蒙特卡羅粒子輸運(yùn)－燃耗耦合的研究堆燃料管理方法研究???標(biāo)準(zhǔn)燃料組件料輻照孔道??ｉｗＷｒｍ＼??Ｉ?ＩＰｐｌ｜ｉｉＢ?Ｉ??圖１－５?ＣＡＲＲ研宄堆堆芯布置圖??高通量工程試驗(yàn)堆（ＨＦＥＴＲ：?Ｈｉｇｈ?Ｒｕｘ?Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ?Ｔｅｓｔ?Ｒｅａｃｔｏｒ）采用六角??形組件結(jié)構(gòu)，其堆芯布置如圖１－６所示。其燃料管理起初也是采用類似的兩步法??但后續(xù)作了改進(jìn)，根據(jù)其堆芯布置強(qiáng)丨卜均勻性的特點(diǎn)聯(lián)合兩安交通大學(xué)??開發(fā)了燃料管理平臺(tái)ＨＦＥＴ１１８１。該計(jì)算程序采用組件輸運(yùn)程序ＨＦＥＴ－ｌａｔ和三維??ＳＮ輸運(yùn)程序ＨＦＥＴ－ｃｏｒｅ，從全堆擴(kuò)散計(jì)算進(jìn)階到三維輸運(yùn)計(jì)算。該改進(jìn)克服，??擴(kuò)散理論的限制，但在輸運(yùn)截面的跟隨制作上引入了更人的閑難，這足因?yàn)檩斶\(yùn)??計(jì)算所需的截面參數(shù)數(shù)量要比擴(kuò)散計(jì)算多。??諭??（§）?Ｆｕｅｌ?７８?jìng)�(gè)?〇?Ａ１?３４個(gè)?￥同位素紀(jì)５３個(gè)??會(huì)Ｒｏｄ?１８?jìng)�(gè)念Ｓ．Ｓ．?２６個(gè)〇０６３孔道３個(gè)??辦Ｂｅ?８７個(gè)?＠?Ｃｏ無??圖丨－６?ＨＦＥＴＲ高通量工程試驗(yàn)堆堆芯布置圖??－９?－??

?基于紫特卡羅粒子輸運(yùn)－燃耗耦合的研究堆燃料管理方法研究???由上圖可知，對(duì)該壓水堆柵元基準(zhǔn)題而言，？的標(biāo)準(zhǔn)偏差在０￣６０ＭＷｄ／ｋｇＵ??燃耗區(qū)間內(nèi)穩(wěn)定在５０￣１００ｐｃｍ范圍內(nèi)。并且后續(xù)研宄結(jié)果顯示，若千種主要錒??系核素Ｕ－２３８、Ｐｕ－２３９、Ｐｕ－２４０、Ｐｕ－２４１的原子密度不確定度在燃耗末期均小于??０．２％，可以忽略不計(jì)。??２）數(shù)值穩(wěn)定性及參數(shù)優(yōu)化問題??在未采取預(yù)估－校正算法之前的顯式歐拉耦合格式具有明顯的數(shù)值不穩(wěn)走性，??這是由亍顯式歐拉格式的條件穩(wěn)定性決定的。－個(gè)典型的數(shù)值不穩(wěn)定性如下圖所??示丨４＼??：：丨！：哪??（ａ）?１Ｍ?ｌｉｍｅ?ｓｔｅｐ?（ｂ）?２ＩＨ，?ｔｉｍｅ?ｓｔｅｐ??（ｃ）?３ｒ，１?ｔｉｍｅ?ｓｔｅｐ?（ｄ）?４＇１１?ｔｉｍｅ?ｓｔｅｐ??圖１－９顯式歐拉耦合格式得到的非對(duì)稱結(jié)果??瑞典皁家理丨：學(xué)院（Ｒ１Ｔ）的Ｊａｎ?Ｄｕｆｅｋ教授聯(lián)合以色列ＭＣ燃耗程序ＢＧＣｏｒｅ??的燃耗功能的Ｖ：要實(shí)現(xiàn)者Ｄａｎ?Ｋｏｔｌｙａｒ和芬１?ＭＣ燃耗榪）ｔ：?Ｓｅｒｐｅｎｔ的燃耗功能的??主要實(shí)現(xiàn)者ｊａａｋｋｏ?Ｌｅｐｐｉｉｎｅｎ?Ｔ２０１３屮撰文研究，現(xiàn)有耦合格式的數(shù)值穩(wěn)定性問??題ＡＭ。研究農(nóng)明：現(xiàn)有的耦合格式，＋論足顯式歐拉還是預(yù)估校正，都足條??件穩(wěn)定的。使用者除／關(guān)注各燃料循環(huán)過程中的ｋｃｆｆ的變化外，還應(yīng)關(guān)注通量或??功率分布，以判斷計(jì)算穩(wěn)定件。ＭＣ燃耗計(jì)算穩(wěn)定忡的影響因素包括：系統(tǒng)占優(yōu)??－１３?－??

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：2909289