一种获取反应堆堆芯中子通量密度精细分布的方法

摘要

一种获取反应堆堆芯中子通量密度精细分布的方法，1、使用离散变分节块法求解堆芯扩散方程，获得各节块内的中子通量密度展开式，2、利用步骤1中获得中子通量密度展开式进行离散便获得反应堆堆芯内中子通量密度精细分布；本发明使用离散变分节块法获得的节块中子通量密度展开式直接进行离散，使反应堆堆芯内中子通量密度精细分布的精度与节块法精度相同，省去了重构带来的额外误差和计算代价。

权利要求

1.一种获取反应堆堆芯中子通量密度精细分布的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：使用离散变分节块法求解堆芯扩散方程，获得各节块内形如下式的中子通量密度展开式；

其中，Φ(r)为待求的中子通量密度分布；fi(r)为由完全正交多项式组成的空间基函数； 为展开系数；

步骤2：利用步骤1中获得中子通量密度展开式并以下列公式进行离散便获得反应堆堆芯内中子通量密度精细分布其中

φ(r)为待离散的中子通量密度；

r＝(r1,r2,r3,...)为待展开区域坐标；

为展开系数；

V为离散区域的体积；

v为待求的离散区域。

说明书

一种获取反应堆堆芯中子通量密度精细分布的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及核反应堆堆芯设计和反应堆物理计算领域，具体涉及一种获取反应堆堆芯中子通量密度精细分布的方法。

背景技术

[0002] 为了保证反应堆堆芯设计安全和运行安全，需要准确快速地计算出反应堆及相关的设备内中子通量密度分布的情况。

[0003] 目前广泛采用的传统反应堆堆芯中子通量密度精细分布的方法是“重构法”。所谓“重构法”是指：

[0004] 1.利用节块法堆芯扩散程序得到节块平均中子通量密度，面平均中子通量密度，面平均中子流密度等堆芯在节块层面上的中子信息；

[0005] 2.通过中子通量密度重构方法利用已知的中子信息获得堆芯中子通量密度分布函数；

[0006] 3.离散上述分布函数获得堆芯中子通量密度的精细分布。

[0007] 为了保证重构精度，“重构法”需要更多的中子信息，进而衍生出了先利用节块法获得的中子信息求出节块角点处的中子通量密度和中子流密度等，再利用这些已知信息(包括节块法获得的中子信息和节块角点处的中子信息)进行重构。

[0008] 然而，一方面，由于“重构法”需要额外的重构计算，增加了计算成本和带来了额外的误差；另一方面，“重构法”由于从节块法获得的中子信息较少(即使加上节块角点处的信息)，无法获得较高阶数的分布函数，所以在中子通量密度分布不够平缓的区域(如靠近反射层的区域)，其重构精度很差。

发明内容

[0009] 为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种获取反应堆堆芯中子通量密度精细分布的方法，为了获取反应堆中子通量密度精细分布，本发明方法利用离散变分节块法(VNM)获得的节块中子通量密度分布展开式，它能够快速准确地获得反应堆中子通量密度精细分布。

[0010] 为了实现上述目的，本发明采取了以下技术方案：

[0011] 一种获取反应堆堆芯中子通量密度精细分布的方法，包括以下步骤：

[0012] 步骤1：使用离散变分节块法求解堆芯扩散方程，获得各节块内形如下式的中子通量密度展开式；

[0013]

[0014] 其中，Φ(r)为待求的中子通量密度分布；fi(r)为由完全正交多项式组成的空间基函数； 为展开系数；

[0015] 步骤2：利用步骤1中获得中子通量密度展开式并以下列公式进行离散便获得反应堆堆芯内中子通量密度精细分布

[0016]

[0017] 其中

[0018] φ(r)为待离散的中子通量密度；

[0019] r＝(r1,r2,r3,…)为待展开区域坐标；

[0020] 为展开系数；

[0021] V为离散区域的体积；

[0022] v为待求的离散区域。

[0023] 与现有技术相比，本发明有如下突出特点：

[0024] 本发明使用离散变分节块法获得的节块中子通量密度展开式直接进行离散，使反应堆堆芯内中子通量密度精细分布的精度与节块法精度相同，省去了重构带来的额外误差和计算代价。

附图说明

[0025] 图1为二维反应堆堆芯热群中子通量密度精细分布误差图。

具体实施方式

[0026] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

[0027] 本发明通过离散变分节块法(VNM)获得节块中子通量密度分布展开式，获得反应堆中子通量密度精细分布。该方法具体计算流程包括以下方面：

[0028] 1.对于中子扩散方程，将节块内中子通量密度进行如下展开：

[0029]

[0030] 2.利用变分节块法进行迭代计算获得步骤1中节块内中子通量密度的展开式系数[0031] 3.利用步骤1中获得中子通量密度展开式进行离散便可获得反应堆堆芯内中子通量密度精细分布。

[0032]

[0033] 在堆芯计算中离散变分节块法获得中子通量密度展开式进而获得中子通量密度的精细分布，创造性地省去了“重构法”额外的步骤，能够有效地获得精度较高的中子通量密度精细分布。

[0034] 计算结果表明，本发明能够获得较高精度的中子通量密度精细分布。图1是二维压水堆四分之一堆芯热群中子通量密度精细分布误差，其以细网节块计算的结果作为标准。可以发现本发明得到了精度较高的中子通量密度精细分布。