基于蒙特卡罗粒子输运-燃耗耦合的研究堆燃料管理方法研究
发布时间：2020-12-10 20:00
由于研究堆的运行特性与核电站不同,即堆芯内的样品辐照多样化、反应堆频繁启停,尤其根据需求可能在碘坑中开启反应堆。而现有计算方法和程序软件无法完全满足需求,需要重新开发适于研究堆运行特性的燃料管理系统,跟踪反应堆燃耗分布,有效防止超燃耗引发的燃料组件破损。本研究建立了一套基于蒙特卡罗粒子输运-燃耗-临界-多温截面的多耦合研究堆燃料管理方法,编制了计算程序MCBMPI,进行了基准题的正确性验证和加速性能验证,并依据300#反应堆的物理实验结果进行了实验对比分析,结果表明该方法具有较好的适用性,对保障反应堆安全运行具有重要意义。主要包含以下研究内容:首先,研究了输运-燃耗-临界-多温截面的多耦合计算方法,开发了多耦合燃料管理程序MCBMPI。该程序采用了系列先进算法,包括输运-燃耗耦合的预估-校正算法、燃耗反应截面的超精细群方法、自适应临界搜索算法等。并采用算例对燃耗反应截面的超精细群方法、自适应临界搜索算法分别进行了验证。其次,用基准题对程序进行了正确性验证,详细对比了本征值和燃耗末期的核素浓度。用300#研究堆对该程序进行了完整的氙平衡中毒及碘坑实验对比和燃耗反应性实验验证。最后,根据堆...
【文章来源】：中国工程物理研究院北京市
【文章页数】：102 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－５?ＣＡＲＲ研宄堆堆芯布置图??高通量工程试验堆（ＨＦＥＴＲ：?Ｈｉｇｈ?Ｒｕｘ?Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ?Ｔｅｓｔ?Ｒｅａｃｔｏｒ）采用六角??形组件结构，其堆芯布置如图１－６所示
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【参考文献】：
期刊论文
[1]基于RMC的蒙特卡罗燃耗计算氙振荡抑制方法研究[J]. 李万林,余纲林,王侃,李耀东. 核动力工程. 2018(02)
[2]蒙卡燃耗中的氙振荡现象分析及计算研究[J]. 李耀东,余纲林,李万林,陈宗欢,王侃. 强激光与粒子束. 2018(03)
[3]Development of a MCNP5 and ORIGEN2 based burnup code for molten salt reactor[J]. Guo-Min Sun,Mao-Song Cheng. Nuclear Science and Techniques. 2016(03)
[4]基于切比雪夫有理逼近方法的蒙特卡罗燃耗计算研究与验证[J]. 范文玎,孙光耀,张彬航,陈锐,郝丽娟. 核技术. 2016(04)
[5]超级蒙特卡罗核计算仿真软件系统SuperMC[J]. 吴宜灿,宋婧,胡丽琴,龙鹏程,何桃,程梦云,郑华庆,郝丽娟,俞盛朋,孙光耀,吴斌,杨琪,陈朝斌,党同强,方菱,裴曦,王芳,汪进,蒋洁琼,汪建业,赵柱民,陈义学,郭智荣,咸春宇,李庆,FDS团队. 核科学与工程. 2016(01)
[6]300~#研究堆安全棒中子注量率计算中的减方差方法对比及应用[J]. 唐凤平,刘耀光,杨万奎,杨鑫. 原子能科学技术. 2014(S1)
[7]消息传递并行燃耗程序MCBMPI的栅元验证[J]. 杨万奎,刘耀光,马纪敏,杨鑫,王冠博,佘顶. 原子能科学技术. 2014(S1)
[8]高通量堆燃料管理平台HEFT的研发与验证[J]. 张滕飞,朱磊,吴宏春,郑友琦,曹良志,孙寿华. 原子能科学技术. 2013(S2)
[9]蒙特卡罗燃耗计算程序MCNTRANS的开发与验证[J]. 于超,朱庆福. 原子能科学技术. 2013(10)
[10]压水堆控制棒价值误差分析[J]. 付学峰,王磊,郑继业,蔡德昌,张洪,李冬生. 核科学与工程. 2013(02)
硕士论文
[1]基于SCILAB/SCILAB通信仿真平台的研究及设计[D]. 董兴华.北京邮电大学 2010
本文编号：2909289
【文章来源】：中国工程物理研究院北京市
【文章页数】：102 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－５?ＣＡＲＲ研宄堆堆芯布置图??高通量工程试验堆（ＨＦＥＴＲ：?Ｈｉｇｈ?Ｒｕｘ?Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ?Ｔｅｓｔ?Ｒｅａｃｔｏｒ）采用六角??形组件结构，其堆芯布置如图１－６所示
?基于蒙特卡罗粒子输运－燃耗耦合的研究堆燃料管理方法研究???标准燃料组件料辐照孔道??ｉｗＷｒｍ＼??Ｉ?ＩＰｐｌ｜ｉｉＢ?Ｉ??图１－５?ＣＡＲＲ研宄堆堆芯布置图??高通量工程试验堆（ＨＦＥＴＲ：?Ｈｉｇｈ?Ｒｕｘ?Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ?Ｔｅｓｔ?Ｒｅａｃｔｏｒ）采用六角??形组件结构，其堆芯布置如图１－６所示。其燃料管理起初也是采用类似的两步法??但后续作了改进，根据其堆芯布置强丨卜均匀性的特点联合两安交通大学??开发了燃料管理平台ＨＦＥＴ１１８１。该计算程序采用组件输运程序ＨＦＥＴ－ｌａｔ和三维??ＳＮ输运程序ＨＦＥＴ－ｃｏｒｅ，从全堆扩散计算进阶到三维输运计算。该改进克服，??扩散理论的限制，但在输运截面的跟随制作上引入了更人的闲难，这足因为输运??计算所需的截面参数数量要比扩散计算多。??諭??（§）?Ｆｕｅｌ?７８个?〇?Ａ１?３４个?￥同位素纪５３个??会Ｒｏｄ?１８个念Ｓ．Ｓ．?２６个〇０６３孔道３个??办Ｂｅ?８７个?＠?Ｃｏ无??图丨－６?ＨＦＥＴＲ高通量工程试验堆堆芯布置图??－９?－??
?基于紫特卡罗粒子输运－燃耗耦合的研究堆燃料管理方法研究???由上图可知，对该压水堆栅元基准题而言，？的标准偏差在０￣６０ＭＷｄ／ｋｇＵ??燃耗区间内稳定在５０￣１００ｐｃｍ范围内。并且后续研宄结果显示，若千种主要锕??系核素Ｕ－２３８、Ｐｕ－２３９、Ｐｕ－２４０、Ｐｕ－２４１的原子密度不确定度在燃耗末期均小于??０．２％，可以忽略不计。??２）数值稳定性及参数优化问题??在未采取预估－校正算法之前的显式欧拉耦合格式具有明显的数值不稳走性，??这是由亍显式欧拉格式的条件稳定性决定的。－个典型的数值不稳定性如下图所??示丨４＼??：：丨！：哪??（ａ）?１Ｍ?ｌｉｍｅ?ｓｔｅｐ?（ｂ）?２ＩＨ，?ｔｉｍｅ?ｓｔｅｐ??（ｃ）?３ｒ，１?ｔｉｍｅ?ｓｔｅｐ?（ｄ）?４＇１１?ｔｉｍｅ?ｓｔｅｐ??图１－９显式欧拉耦合格式得到的非对称结果??瑞典皁家理丨：学院（Ｒ１Ｔ）的Ｊａｎ?Ｄｕｆｅｋ教授联合以色列ＭＣ燃耗程序ＢＧＣｏｒｅ??的燃耗功能的Ｖ：要实现者Ｄａｎ?Ｋｏｔｌｙａｒ和芬１?ＭＣ燃耗杩）ｔ：?Ｓｅｒｐｅｎｔ的燃耗功能的??主要实现者ｊａａｋｋｏ?Ｌｅｐｐｉｉｎｅｎ?Ｔ２０１３屮撰文研究，现有耦合格式的数值稳定性问??题ＡＭ。研究农明：现有的耦合格式，＋论足显式欧拉还是预估校正，都足条??件稳定的。使用者除／关注各燃料循环过程中的ｋｃｆｆ的变化外，还应关注通量或??功率分布，以判断计算稳定件。ＭＣ燃耗计算稳定忡的影响因素包括：系统占优??－１３?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于RMC的蒙特卡罗燃耗计算氙振荡抑制方法研究[J]. 李万林,余纲林,王侃,李耀东. 核动力工程. 2018(02)
[2]蒙卡燃耗中的氙振荡现象分析及计算研究[J]. 李耀东,余纲林,李万林,陈宗欢,王侃. 强激光与粒子束. 2018(03)
[3]Development of a MCNP5 and ORIGEN2 based burnup code for molten salt reactor[J]. Guo-Min Sun,Mao-Song Cheng. Nuclear Science and Techniques. 2016(03)
[4]基于切比雪夫有理逼近方法的蒙特卡罗燃耗计算研究与验证[J]. 范文玎,孙光耀,张彬航,陈锐,郝丽娟. 核技术. 2016(04)
[5]超级蒙特卡罗核计算仿真软件系统SuperMC[J]. 吴宜灿,宋婧,胡丽琴,龙鹏程,何桃,程梦云,郑华庆,郝丽娟,俞盛朋,孙光耀,吴斌,杨琪,陈朝斌,党同强,方菱,裴曦,王芳,汪进,蒋洁琼,汪建业,赵柱民,陈义学,郭智荣,咸春宇,李庆,FDS团队. 核科学与工程. 2016(01)
[6]300~#研究堆安全棒中子注量率计算中的减方差方法对比及应用[J]. 唐凤平,刘耀光,杨万奎,杨鑫. 原子能科学技术. 2014(S1)
[7]消息传递并行燃耗程序MCBMPI的栅元验证[J]. 杨万奎,刘耀光,马纪敏,杨鑫,王冠博,佘顶. 原子能科学技术. 2014(S1)
[8]高通量堆燃料管理平台HEFT的研发与验证[J]. 张滕飞,朱磊,吴宏春,郑友琦,曹良志,孙寿华. 原子能科学技术. 2013(S2)
[9]蒙特卡罗燃耗计算程序MCNTRANS的开发与验证[J]. 于超,朱庆福. 原子能科学技术. 2013(10)
[10]压水堆控制棒价值误差分析[J]. 付学峰,王磊,郑继业,蔡德昌,张洪,李冬生. 核科学与工程. 2013(02)
硕士论文
[1]基于SCILAB/SCILAB通信仿真平台的研究及设计[D]. 董兴华.北京邮电大学 2010
本文编号：2909289
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