控制棒尖端效应及时空动力学方程刚性限制法求解的研究

发布时间：2022-04-26 19:44

　　控制棒微积分价值测量是核电厂一项非常重要的物理启动试验，目前常用的方法包括传统的硼稀释法、棒-棒对刻法，还有西屋公司的动态刻棒法。在传统的方法中，为验证核设计程序的精度和燃料是否错装载，需要使用三维堆芯程序模拟试验过程来计算控制棒微积分价值。而动态刻棒法的实现需要采用较快速的动力学方程求算方法来求解堆芯瞬态问题，从而得到相关物理参数。为此，本文主要针对两个方面，一是研究使用节块程序模拟控制棒价值曲线时的尖端效应，二是讨论快速求解中子时-空动力学方程的刚性限制法的求解过程。论文首先分析了控制棒尖端效应产生的原因。论文的三维堆芯分析计算工具为PLUM程序，其核心理论为半解析节块法。针对尖端效应的产生原因，论文描述了几种典型的处理方法，并提出了一种新的思路，即通过对全堆芯高度一维模型细网通量的求算来获得部分插棒节块的均匀化截面参数及其轴向不连续因子。为验证消减尖端效应方法的有效性，论文对两个自设基准题算例进行了数值检验。基准题设计以秦山一期实际电厂堆芯布置为对象，分别考虑了单组棒及重叠棒在堆芯内的移动。数值结果表明，论文研究的细网通量-体积权重方法能够非常有效地消减控制棒的尖端效应，其棒价值... 

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 研究现状
    1.3 论文主要研究工作
第二章 控制棒的尖端效应的研究
    2.1 粗网节块方法
        2.1.1 节块法的历史回顾
        2.1.2 PLUM 程序及半解析节块法
    2.2 产生控制棒尖端效应的原因
        2.2.1 控制棒的微积分价值
        2.2.2 部分插棒节块的均匀化参数表达
    2.3 控制棒尖端效应的消减方法
        2.3.1 变网格高度法
        2.3.2 体积权重法
        2.3.3 近似通量-体积权重方法
        2.3.4 重建的轴向通量-体积权重方法
    2.4 细网通量-体积权重法
        2.4.1 径向泄漏项
        2.4.2 轴向不连续因子
    2.5 本章小结
第三章 控制棒尖端效应消减方法的数值检验
    3.1 自设基准题介绍
        3.1.1 堆芯布置
        3.1.2 控制棒组的移动方案
        3.1.3 粗网格划分方式
    3.2 算例 A 的数值检验
        3.2.1 对几种常见方法的验证
        3.2.2 对细网通量-体积权重法的验证
    3.3 算例 B 的数值检验
        3.3.1 对几种常见方法的验证
        3.3.2 对细网通量-体积权重法的验证
    3.4 结果分析比较及方法评价
        3.4.1 算例 A 的误差分析
        3.4.2 算例 B 的误差分析
        3.4.3 消减尖端效应方法的评价
    3.5 本章小结
第四章 时-空动力学方程的刚性限制法求解
    4.1 中子时-空动力学方程
    4.2 动力学方程的刚性
    4.3 求解时-空动力学方程的刚性限制法
        4.3.1 刚性限制法的计算思路
        4.3.2 动态频率的迭代更新
        4.3.3 刚性限制法的计算流程
    4.4 数值验证
        4.4.1 一维 ANL 基准题
        4.4.2 一维控制棒移动问题
    4.5 本章小结
第五章 总结与建议
    5.1 总结
    5.2 建议
参考文献
附录一 多群扩散方程的推导
附录二 节块径向泄漏项的二次拟合公式
附录三 尖端效应自设基准题组件群截面
致谢
攻读硕士期间发表的学术论文目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]秦山 300MW 核电厂堆芯运行跟踪计算[J]. 李惠云,高拥军,黄灏.  核动力工程. 1997(03)
[2]堆芯中子动力学实时仿真模型[J]. 齐克林,单福昌.  核动力工程. 1996(05)
[3]求解中子时空动力学方程的动态反应性法[J]. 胡大璞.  核动力工程. 1994(01)
[4]秦山核电厂反应堆控制棒价值和硼价值测量试验[J]. 蒋树庆.  核动力工程. 1993(01)

硕士论文
[1]一类新的求解一阶刚性常微分方程的线性多步法[D]. 廖翠萃.哈尔滨工业大学 2008



本文编号：3648622