反應(yīng)堆蒙卡分析中熱工反饋效應(yīng)初步研究.pdf

1、求解中子輸運(yùn)問(wèn)題的方法主要有確定論方法和蒙特卡羅(Monte Carlo)方法。蒙特卡羅方法具有較真實(shí)模擬粒子歷史和模擬復(fù)雜幾何形狀等優(yōu)點(diǎn)。過(guò)去，蒙卡方法受制于計(jì)算機(jī)配置和計(jì)算能力的限制，通常是被用作確定論方法的補(bǔ)充。目前隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，蒙卡方法在反應(yīng)堆臨界安全分析、輸運(yùn)計(jì)算及全堆芯精細(xì)模擬等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
　　在反應(yīng)堆計(jì)算中，堆芯物理參數(shù)與熱工參數(shù)相互影響和制約，共同調(diào)節(jié)反應(yīng)堆的運(yùn)行狀況，這一現(xiàn)象被稱為反應(yīng)堆熱工

2、反饋效應(yīng)，是分析堆芯物理現(xiàn)象的基礎(chǔ)。因此，研究蒙卡方法及蒙卡程序，并對(duì)其熱工反饋效應(yīng)進(jìn)行研究具有重要意義，研究反應(yīng)堆物理熱工耦合計(jì)算有助于未來(lái)更真實(shí)模擬反應(yīng)堆運(yùn)行狀態(tài)及揭示堆芯的物理特性。
　　本文首先調(diào)研了蒙卡方法及程序并建立適合壓水堆的熱工計(jì)算模型。調(diào)研蒙卡方法及程序方面，主要對(duì)蒙卡程序的臨界計(jì)算流程和Keff、功率分布的計(jì)算及統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行了初步研究，選取了國(guó)核軟件中心與清華大學(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的cosRMC蒙卡程序。建立熱工計(jì)算模型

3、方面，考慮壓水堆堆型及適于蒙卡程序參數(shù)反饋的目的，選取單通道模型，通過(guò)建立燃料、包殼及冷卻劑的軸向及橫向傳熱換熱簡(jiǎn)化模型，選取合適的熱工參數(shù)及計(jì)算公式采用直接數(shù)值模擬方法加以研究。
　　本文還對(duì)溫度反饋的截面處理進(jìn)行了相關(guān)研究，選取偽材料插值方法并制作不同溫度下ACE格式截面庫(kù)。首先對(duì)比分析了截面隨溫度反饋的處理方法，綜合考慮計(jì)算精度及計(jì)算效率等因素選取偽材料插值方法;其次，使用SIGACE程序制作一定溫度間隔的ACE格式截面庫(kù)。

4、選取柵元基準(zhǔn)題，計(jì)算分析了使用不同溫度截面庫(kù)的燃料對(duì)有效增值因子Keff的影響，并對(duì)比了不同溫度下235U截面的變化趨勢(shì)，初步證明了所制作截面庫(kù)的合理性和可行性。
　　然后，對(duì)蒙卡程序cosRMC的臨界功能進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證并基于蒙卡程序cosRMC的臨界功能開(kāi)發(fā)熱工反饋模塊及耦合程序。首先，使用cosRMC對(duì)BEAVRS基準(zhǔn)題進(jìn)行建模計(jì)算，通過(guò)對(duì)臨界本征值、控制棒價(jià)值及全堆功率分布的計(jì)算與分析，初步驗(yàn)證cosRMC的臨界計(jì)算功能。其次

5、，在已有蒙卡程序cosRMC的基礎(chǔ)上使用C++進(jìn)行編程二次開(kāi)發(fā)，采用內(nèi)耦合方式對(duì)源代碼進(jìn)行修改，添加了熱工反饋計(jì)算模塊及耦合程序，可實(shí)現(xiàn)熱工參數(shù)（燃料、包殼、冷卻劑溫度及冷卻劑密度）與物理參數(shù)（軸向功率分布）的反饋調(diào)節(jié)，完善了蒙卡程序的臨界計(jì)算功能。
　　最后，本文選取壓水堆柵元計(jì)算模型，對(duì)耦合程序計(jì)算結(jié)果進(jìn)行測(cè)試與驗(yàn)證分析。通過(guò)計(jì)算迭代收斂規(guī)律、Keff及功率分布結(jié)果驗(yàn)證熱工反饋效應(yīng)對(duì)蒙卡程序臨界計(jì)算結(jié)果的影響，同時(shí)，通過(guò)對(duì)軸向