一种压水堆多燃料循环动态刻棒空间修正因子计算方法

文档序号:30840893发布日期:2022-07-23 00:26阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种压水堆多燃料循环动态刻棒空间修正因子计算方法,其特征在于:能够根据各燃料循环的核素成分以及各核素的原子核密度更新堆外探测器响应函数,获得针对于各燃料循环的动态刻棒空间修正因子;包括如下步骤:步骤1:根据压水堆堆内详细的几何尺寸和材料布置信息建立堆芯物理计算模型,对实际布置于堆芯的燃料组件进行粗网划分,每个粗网尺寸为一个燃料组件尺寸或四分之一燃料组件尺寸;采用压水堆燃料管理软件对前n-1个燃料循环的功率历史跟踪数据进行模拟计算,在第n个燃料循环寿期初时,输出各粗网内跟踪的所有核素成分以及各核素成分的原子核密度信息;步骤2:根据压水堆从堆内燃料组件到堆外探测器的堆芯布置,围板,吊篮,压力容器,保温层,堆外探测器尺寸位置信息,采用三维离散纵标中子输运程序建立屏蔽计算模型。屏蔽计算模型建模时需进行细网划分,并建立步骤1中的粗网与本步骤中细网的映射关系;将步骤1中输出的各粗网内跟踪的所有核素成分以及各核素成分的原子核密度信息与屏蔽计算模型中的细网进行映射对应,实现第n个燃料循环寿期初的屏蔽计算模型的建立;步骤3:基于步骤2建立的屏蔽计算模型并结合多群截面数据库,将轴向各节堆外探测器的响应截面分别作为共轭源,采用三维离散纵标中子输运程序进行多次共轭中子输运计算,获得三维空间各细网内的共轭中子通量密度;步骤4:根据步骤3获得的三维空间各细网内的共轭中子通量密度和步骤2中的粗网与细网的映射关系,采用体积权重方法将细网的共轭中子通量密度归并出粗网的共轭中子通量密度,如公式(1)所示;式中:——粗网第h能群的共轭中子通量密度——粗网内第i细网第h能群的共轭中子通量密度v
i
——第i细网的体积,单位m3步骤5:将步骤4归并出的粗网的共轭中子通量密度进行归一化,再通过公式(2)获得轴向各节堆外探测器对堆内各粗网内裂变中子源的响应函数,如下所示:式中:——归一化后粗网第h能群的共轭中子通量密度χ
h
——第h能群的裂变能谱ω——轴向各节堆外探测器对堆内各粗网内裂变中子源的响应函数该响应函数考虑了压水堆多燃料循环下燃料组件的燃耗效应,该燃耗效应导致了各粗网内核素成分变化以及核素原子核密度变化,因此获得的响应函数是针对于当前燃料循环的准确的响应函数;
步骤6:将步骤5获得的响应函数应用于动态刻棒空间修正因子计算,其中动态刻棒空间修正因子包括静态空间因子和动态空间因子;采用压水堆燃料管理软件的三维稳态计算功能,模拟控制棒从堆芯顶部下插到堆芯底部的过程,获得控制棒在各棒位下的理论静态棒价值和堆芯内三维裂变中子源分布,结合响应函数获得各控制棒棒位下的堆外探测器电流模拟信号i
z
,将各控制棒棒位下的堆外探测器电流模拟信号i
z
与控制棒在全提棒状态时的堆外探测器电流模拟信号i
aro
作比获得压水堆当前燃料循环各控制棒棒位下的静态空间因子,如公式(3)所示;式中:ssf——静态空间因子i
z
——控制棒在z位置时的堆外探测器电流模拟信号i
aro
——控制棒在全提棒状态时的堆外探测器电流模拟信号步骤7:采用压水堆燃料管理软件的三维瞬态计算功能模拟与实际动态刻棒试验过程相同的速率将控制棒从堆芯顶部下插到堆芯底部,获得瞬态过程中的堆芯内三维裂变中子源分布,结合步骤5的响应函数计算瞬态过程中各控制棒棒位的电流模拟信号,利用步骤6的静态空间因子对该电流模拟信号修正后,代入逆点堆方程求解出控制棒在各棒位下的理论动态棒价值,将其与步骤6各棒位下的理论静态棒价值作比,获得压水堆当前燃料循环的动态空间因子,如公式(4)所示.式中:dsf——动态空间因子ρ
static
——理论静态棒价值ρ
dynamic
——理论动态棒价值。2.根据权利要求1所述的一种压水堆多燃料循环动态刻棒空间修正因子计算方法,其特征在于:屏蔽计算模型建模时需进行细网划分,每个细网尺寸为1cm~3cm。

技术总结
一种压水堆多燃料循环动态刻棒空间修正因子计算方法,通过压水堆燃料管理软件对压水堆前N-1个燃料循环的功率历史跟踪过程进行模拟计算,获得第N个燃料循环寿期初堆芯各粗网内所跟踪核素的原子核密度;基于该原子核密度分布以及多群截面数据库,采用三维离散纵标中子输运程序获得各细网内共轭中子通量密度;将各细网内的共轭中子通量密度归并出对应粗网的共轭中子通量密度;通过粗网的共轭中子通量密度计算对应的堆外探测器响应函数;通过该响应函数计算当前燃料循环的动态刻棒空间修正因子,包括静态空间因子和动态空间因子。本发明可为商用压水堆多燃料循环换料堆芯的控制棒价值测量提供精确的空间修正因子。棒价值测量提供精确的空间修正因子。棒价值测量提供精确的空间修正因子。


技术研发人员:万承辉 白家赫 李云召 吴宏春
受保护的技术使用者:西安交通大学
技术研发日:2022.04.20
技术公布日:2022/7/22
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