[发明专利]一种获取六角形几何压水堆堆芯反射层参数的方法

说明书

一种获取六角形几何压水堆堆芯反射层参数的方法，根据反射层组件相对燃料组件的位置，将反射层节块分为中心反射层节块与非中心反射层节块；中心反射层节块再根据与燃料组件交界面的个数分为单面紧贴燃料、双面紧贴燃料与三面紧贴燃料的三类中心反射层节块；以各个中心反射层节块为中心，参考实际堆芯布置进行六角形阵列排布，建立反射层组件二维模型；进行非均匀输运计算，获得各个反射层节块的中子通量密度分布；进行均匀化计算，获得均匀化少群截面及不连续因子，本发明针对六角形组件式压水堆的几何及材料特性，对堆芯不同位置处的反射层组件进行建模并计算出相应的少群均匀化常数，为下游堆芯计算提供了条件。

技术领域

本发明涉及核反应堆堆芯核设计及安全领域，具体涉及一种获取六角形几何压水堆堆芯反射层参数的方法。

背景技术

随着核电行业的不断发展，各种新式堆型蓬勃发展，但商业应用最广泛的还是压水堆。相比于快中子堆，压水堆作为一种热谱堆芯，具有中子自由程较短，中子能谱较软，各向异性较不明显等特点。因此，传统的压水堆燃料管理计算程序多采用“两步法”对压水堆运行的过程进行模拟仿真，继而保证堆芯运行的安全。“两步法”，是指先对采用了反射边界条件的单个或多个组件进行非均匀输运计算，获得该问题的精细中子能谱，再藉由该能谱进行空间归并能群压缩获得组件大小节块的等效均匀化常数；通过第一步获得的不同节块不同状态点建立的少群参数库，对整个堆芯进行低价扩散计算。

“两步法”中，较为关键的一个环节，即是反射层参数的获取。在较为合适的计算条件下获得较为精确的反射层参数，对于堆芯组件功率分布，有效增殖因子等各类参数的计算有着极为重要的影响。然而，随着针对不同用途的核设计的不断提出，压水堆组件不再局限于传统的矩形设计，六角形组件式堆芯也有着愈来愈广泛的应用。

传统压水堆“两步法”计算中，多采用一维反射层模型。在传统压水堆堆芯内，大多数反射层组件只有一个面与燃料组件交界，一维模型已能保证足够精度；然而，在六角形组件式堆芯中，只有极少数反射层组件仅有一面挨着燃料组件，很多有两个面与燃料组件交界，甚至六个边界面中的三个都紧挨着不同的燃料组件。因此，沿用传统一维反射层模型对六角形组件式压水堆堆芯来说，是不适用的。一种考虑了堆芯几何材料布置的二维反射层组件计算方法能够有效的完成对六角形几何压水堆的“两步法”模拟与计算。

发明内容

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六角形几何压水堆堆芯反射层参数的方法，针对六角形组件式压水堆的几何及材料特性，对堆芯不同位置处的反射层组件进行建模并计算出相应的少群均匀化常数，为下游堆芯计算提供了条件。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案予以实施：

一种获取六角形几何压水堆堆芯反射层参数的方法，包括如下步骤：

步骤1：读取压水堆堆芯几何尺寸，根据围板、吊篮结构材料的大小确认反射层模型建模的区域，并根据燃料组件对边距划分六角形节块；

步骤2：根据步骤1中划分的六角形节块，对处于堆芯不同位置的反射层组件按相对燃料组件的距离划分为紧贴燃料组件与非紧贴燃料组件的两类反射层节块，其中，由于非紧贴燃料组件的反射层节块相对于紧贴燃料组件的反射层节块的通量水平要低，建立二维模型时只要将其包含在另一个紧贴燃料组件的反射层节块的计算模型中即可；对于紧贴燃料组件的反射层节块(以下简称为中心反射层节块，非紧贴燃料组件的反射层节块称为非中心反射层节块)则根据紧贴排布的燃料组件个数分为单面紧贴燃料的中心反射层节块、两面紧贴燃料的中心反射层节块和三面紧贴燃料的中心反射层节块；

步骤3：对于步骤2划分出的反射层节块，根据实际堆芯中燃料组件的对边距的大小，确认反射层模型中燃料组件的个数与排数；沿堆芯径向辐射方向要包含一至四层燃料组件(实际堆芯内装填的燃料组件对边距越小，反射层模型中应包含的燃料组件越多)；至此，应包含在一个六角形几何压水堆反射层模型内的六角形节块包含以下三类：中心反射层节块一个；非中心反射层节块若干；燃料组件节块若干；