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快中子反应堆堆芯物理分析方法的研究现状与发展建议
1
作者 吴宏春 杨红义 +5 位作者 郑友琦 曹良志 杜夏楠 杨勇 刘一哲 胡赟 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期513-527,I0004,共16页
快中子反应堆在核能可持续发展中扮演着重要角色,是各核强国都在致力发展的重点堆型。快堆物理计算是快堆核设计的基础,其计算方法的研究和相应计算程序的开发是快堆理论研究和数值模拟技术发展中极其重要的环节。本文对国内外快堆物理... 快中子反应堆在核能可持续发展中扮演着重要角色,是各核强国都在致力发展的重点堆型。快堆物理计算是快堆核设计的基础,其计算方法的研究和相应计算程序的开发是快堆理论研究和数值模拟技术发展中极其重要的环节。本文对国内外快堆物理计算方法,特别是近20年来的发展变化进行了系统梳理,以对国内外专用和通用快堆物理计算程序的总结为线索,介绍了快堆物理分析理论体系的发展情况,对其中体现出的一致性特点和最近几年发展的趋势进行了分析,并对我国快堆堆芯物理分析方法的发展给出了建议,为我国快堆物理计算理论的进步和自主化的物理分析软件研发提供参考。 展开更多
关键词 快中子反应堆 反应堆物理 堆芯分析方法 软件开发
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液态金属冷却快堆堆芯物理分析软件LoongSARAX的验证与确认
2
作者 路瑶 杜夏楠 +5 位作者 李爱鑫 高杰豪 陈文杰 郑友琦 王永平 吴宏春 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期549-562,共14页
NECP-SARAX是西安交通大学核工程计算物理实验室自主开发的先进反应堆中子学分析计算系统。在此基础上,西安交通大学针对液态金属冷却快堆的堆芯物理工程设计与安全审评,定制开发了LoongSARAX。为了实现LoongSARAX的工程应用,规范性、... NECP-SARAX是西安交通大学核工程计算物理实验室自主开发的先进反应堆中子学分析计算系统。在此基础上,西安交通大学针对液态金属冷却快堆的堆芯物理工程设计与安全审评,定制开发了LoongSARAX。为了实现LoongSARAX的工程应用,规范性、系统性的验证与确认是该过程的重要一环。为此,本文针对LoongSARAX验证与确认研究,在搜集整理国际上关于液态金属冷却快堆物理计算基准题的基础上,建立了其验证与确认矩阵,并将程序分成不同模块,分别进行了模块验证、子系统验证和系统确认,范围涵盖冷却剂为钠和铅的快堆,如JOYO、ZPPR17A等。程序验证与确认表明LoongSARAX程序对于液态金属冷却快堆具有较高的计算精度,同时针对中国实验快堆(CEFR)开展了不确定度量化研究。结果表明,在99%置信度下,有效增殖因数计算结果的不确定度有90%的概率落在[-389 pcm,300 pcm]以内。 展开更多
关键词 LoongSARAX 液态金属冷却快堆 堆芯物理分析 验证与确认
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基于非线性迭代的压水堆瞬态计算程序开发 被引量：2
3
作者 郑友琦 Lee Deokjung 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期1-6,共6页
采用目前工业上成熟的非线性迭代计算策略,基于两群粗网有限差分方法和多群UNM节块方法,开发了针对压水堆工况的三维瞬态扩散计算程序。UNM方法采用解析基函数作为基函数,通过方程变换解决了解析节块法在临界节块计算不稳定的问题,提高... 采用目前工业上成熟的非线性迭代计算策略,基于两群粗网有限差分方法和多群UNM节块方法,开发了针对压水堆工况的三维瞬态扩散计算程序。UNM方法采用解析基函数作为基函数,通过方程变换解决了解析节块法在临界节块计算不稳定的问题,提高了计算精度。热工计算采用单通道模型和燃料棒一维导热模型,相比目前堆芯在用的经验关系式方法,该模型可以更加准确地计算燃料棒温度分布。采用基于横向积分方程的三节块方法,可以有效减轻控制棒尖齿效应对瞬态计算的影响。为测试程序性能,采用NEACRP等基准算例对程序进行了校验。数值结果表明,开发的程序计算结果正确,适用于压水堆堆芯瞬态过程的模拟。 展开更多
关键词 压水堆 节块法 非线性迭代 瞬态计算 核热耦合
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中子输运方程的Daubechies小波角度离散
4
作者 郑友琦 吴宏春 +1 位作者 曹良志 于颖锐 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期9-13,共5页
近年来对新型反应堆中广泛应用的混合氧化物(MOX)燃料的研究表明,中子通量密度在该型燃料栅元中随角度的分布呈现出剧烈的震荡,传统的角度离散方法很难对其进行很好的逼近。本研究利用具有紧支、正交特点的Daubechies小波离散中子输运... 近年来对新型反应堆中广泛应用的混合氧化物(MOX)燃料的研究表明,中子通量密度在该型燃料栅元中随角度的分布呈现出剧烈的震荡,传统的角度离散方法很难对其进行很好的逼近。本研究利用具有紧支、正交特点的Daubechies小波离散中子输运方程的角度变量,建立了中子输运方程小波基函数展开的理论模型。将小波展开与离散纵标方法相结合,解决了二维张量积小波展开引入的大规模通量矩耦合问题,降低了耦合规模,实现了二维高阶小波展开的数值求解。数值校验证明:中子输运方程小波分析方法可以高精度地模拟复杂中子通量密度随角度的分布。 展开更多
关键词 DAUBECHIES小波 中子输运方程 角度离散
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蒙特卡罗与离散纵标耦合方法在压水堆堆腔漏束计算中的应用 被引量：4
5
作者 郑征 吴宏春 +3 位作者 曹良志 郑友琦 张宏博 王梦琪 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2946-2950,共5页
为克服蒙特卡罗(MC)方法计算时间长和离散纵标(SN)方法复杂几何描述不精确的困难,采用SN-MC耦合计算流程,研究了基于蒙特卡罗方法和离散纵标方法的耦合方法。耦合方法的主要思想是根据离散纵标程序提供的中子角通量,利用接口程序计算出... 为克服蒙特卡罗(MC)方法计算时间长和离散纵标(SN)方法复杂几何描述不精确的困难,采用SN-MC耦合计算流程,研究了基于蒙特卡罗方法和离散纵标方法的耦合方法。耦合方法的主要思想是根据离散纵标程序提供的中子角通量,利用接口程序计算出面源的分布概率,然后由修改后的源抽样子程序生成包括上下圆面源和圆柱面源的组合源,提供给蒙特卡罗程序进行计算分析。初步计算结果表明,该耦合方法是正确的,可用于压水堆堆腔漏束的计算分析。 展开更多
关键词 耦合方法 堆腔漏束 源抽样子程序 组合源 蒙特卡罗法
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球床型固体燃料熔盐堆计算软件开发 被引量：5
6
作者 庄坤 曹良志 +1 位作者 吴宏春 郑友琦 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第B12期463-466,共4页
熔盐堆是第四代核能系统中唯一的液体燃料反应堆,在安全性、经济性、核不扩散、核废料嬗变和钍燃料增殖特性方面与其他反应堆相比具有很大的优势。目前国内的熔盐堆主要有两种堆型:液态燃料熔盐堆和球床式固体燃料熔盐堆。本文考虑到球... 熔盐堆是第四代核能系统中唯一的液体燃料反应堆,在安全性、经济性、核不扩散、核废料嬗变和钍燃料增殖特性方面与其他反应堆相比具有很大的优势。目前国内的熔盐堆主要有两种堆型:液态燃料熔盐堆和球床式固体燃料熔盐堆。本文考虑到球床熔盐堆燃料球的双重非均匀性特点研究了其组件均匀化方法。基于SISXTUS三维六角形节块程序开发了堆芯燃料管理程序BORAGE,并进行了数值验证。验证结果表明,本文所开发的程序具有很好的精度和效率,可用于熔盐堆稳态计算。 展开更多
关键词 熔盐堆 堆芯燃料管理 六角形节块 双重非均匀性
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核数据敏感性与不确定性分析及其在目标精度评估中的应用 被引量：3
7
作者 刘勇 曹良志 +2 位作者 吴宏春 郑友琦 万承辉 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期86-93,共8页
核数据作为反应堆物理计算不确定性的重要来源,量化由核数据引入的不确定性,是反应堆不确定性分析的重要内容。另一方面,降低核数据的不确定性,有利于提高反应堆计算结果的可靠性,对于反应堆的经济性和安全性的提升有重要意义。基于敏... 核数据作为反应堆物理计算不确定性的重要来源,量化由核数据引入的不确定性,是反应堆不确定性分析的重要内容。另一方面,降低核数据的不确定性,有利于提高反应堆计算结果的可靠性,对于反应堆的经济性和安全性的提升有重要意义。基于敏感性与不确定性分析的目标精度评估,是给出核数据精度要求,从而降低计算结果不确定性的重要途径。本文提出了两步法的敏感性计算策略,针对快堆基准题BN-600,进行了有效增殖因数的敏感性分析,并量化了其不确定性的主要来源。通过建立目标精度评估问题对应的优化问题数学模型,采用差分进化算法,给出了有效增殖因数的目标精度为0.3%时核数据应达到的不确定性要求。 展开更多
关键词 敏感性 不确定性 目标精度评估 差分进化算法
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压水堆各向异性散射的输运修正方法研究 被引量：4
8
作者 田超 郑友琦 +4 位作者 李云召 于颖锐 刘琨 陈定勇 谢运利 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期1599-1605,共7页
压水堆燃料组件中子输运计算为堆芯扩散计算提供均匀化群常数,所以如何在考虑中子各向异性散射的情况下得到堆芯扩散计算所需的少群均匀化参数是值得研究的。本文推导了中子输运修正计算方法的理论模型,介绍了Inflow输运修正计算方法的... 压水堆燃料组件中子输运计算为堆芯扩散计算提供均匀化群常数,所以如何在考虑中子各向异性散射的情况下得到堆芯扩散计算所需的少群均匀化参数是值得研究的。本文推导了中子输运修正计算方法的理论模型,介绍了Inflow输运修正计算方法的数值求解过程,在Bamboo-Lattice程序中进行了程序实现,并采用基准题算例对各种输运修正计算方法进行了对比分析。结果表明:各种输运修正计算方法中,Inflow输运修正方法在保证计算效率的前提下能得到更高的计算精度。 展开更多
关键词 输运计算 输运修正 列输运修正
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熔盐堆燃料管理程序开发 被引量：3
9
作者 庄坤 郑友琦 +3 位作者 曹良志 吴宏春 黄凯 王昆鹏 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第B05期425-429,共5页
由于燃料盐的流动,熔盐堆的燃料将在整个堆芯内重新分配,同时燃料中的裂变产物通过在线处理装置进行提取,这就使得熔盐堆内燃料成分变化更加剧烈,传统的固体燃料反应堆的宏观燃耗管理程序已不再适用。本文采用基于解析基函数展开法的扩... 由于燃料盐的流动,熔盐堆的燃料将在整个堆芯内重新分配,同时燃料中的裂变产物通过在线处理装置进行提取,这就使得熔盐堆内燃料成分变化更加剧烈,传统的固体燃料反应堆的宏观燃耗管理程序已不再适用。本文采用基于解析基函数展开法的扩散理论及线性子链微观燃耗算法开发了基于"两步法"的微观燃耗管理程序MOREL,并进行了验证。结果表明,MOREL程序有很好的精度,最后对钍基熔盐堆进行了初步的换料分析。 展开更多
关键词 熔盐堆 燃料管理 微观燃耗
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核反应堆物理确定论计算程序系统NECP软件包的研发与应用 被引量：2
10
作者 吴宏春 曹良志 +3 位作者 郑友琦 李云召 祖铁军 刘宙宇 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期1833-1841,共9页
NECP软件包是西安交通大学反应堆物理团队开发的确定论核反应堆物理计算程序系统,软件包包括自主化的NECP-Atlas、Bamboo、X和SARAX程序。NECP软件包经过了大量的验证与确认。数值结果表明,NECP软件包精度高,可满足不同反应堆物理计算需... NECP软件包是西安交通大学反应堆物理团队开发的确定论核反应堆物理计算程序系统,软件包包括自主化的NECP-Atlas、Bamboo、X和SARAX程序。NECP软件包经过了大量的验证与确认。数值结果表明,NECP软件包精度高,可满足不同反应堆物理计算需求,具有高度的通用性并实现了对压水堆的高保真建模和计算。目前程序已应用于我国大型压水堆项目、示范快堆项目等重点工程。应用结果表明,NECP软件包已达到甚至优于国际先进核设计程序水平,对我国核电软件自主化和核设计能力提升具有重要的意义。 展开更多
关键词 核反应堆物理 软件自主化 确定论方法 验证与确认
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金属冷却快堆关键分析软件的现状与展望 被引量：4
11
作者 吴宏春 杨红义 +7 位作者 曹良志 郑友琦 刘宙宇 刘一哲 杜夏楠 王永平 杨军 张熙司 《现代应用物理》 2021年第1期1-12,共12页
金属冷却快堆作为未来核裂变能发展的主流堆型,在核能发展过程中具有非常重要的战略地位,其堆芯物理、热工、系统、燃料性能及严重事故等关键分析软件对堆芯设计、安全分析和运行维护具有至关重要的作用。本文在广泛调研国内外金属冷却... 金属冷却快堆作为未来核裂变能发展的主流堆型,在核能发展过程中具有非常重要的战略地位,其堆芯物理、热工、系统、燃料性能及严重事故等关键分析软件对堆芯设计、安全分析和运行维护具有至关重要的作用。本文在广泛调研国内外金属冷却快堆分析软件研发的历史与现状的基础上,梳理了各类软件的特点、关键核心技术和未来发展趋势,并结合我国核能发展规划和快堆相关技术基础,对我国相关软件研发的规划提出了具体的建议。 展开更多
关键词 快堆 金属冷却 软件研发 堆芯物理 热工水力
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小波尺度函数展开在连续能量中子输运方程计算中的应用 被引量：2
12
作者 杨伟焱 吴宏春 +1 位作者 曹良志 郑友琦 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期18-22,38,共6页
小波展开能够很好地拟合剧烈变化的函数,近年来已被应用于模拟中子角注量率随角度剧烈变化的问题,并取得了令人满意的结果。中子能谱在共振区具有剧烈震荡的特性,本文介绍了利用能群与小波尺度函数展开相耦合来离散连续能量中子输运方... 小波展开能够很好地拟合剧烈变化的函数,近年来已被应用于模拟中子角注量率随角度剧烈变化的问题,并取得了令人满意的结果。中子能谱在共振区具有剧烈震荡的特性,本文介绍了利用能群与小波尺度函数展开相耦合来离散连续能量中子输运方程中能量自变量的方法。对中子注量率在共振区关于能量用小波尺度函数进行拟合,而在快中子区和热中子区利用分群计算的方法。初步的数值结果表明,该方法使有效增殖系数计算精确,并能够得到中子注量率在共振区随能量的精细分布,对共振自屏蔽的精确计算具有重要意义。 展开更多
关键词 中子输运 小波 连续能量 共振自屏蔽计算
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超临界水冷堆环形燃料组件核热耦合分析 被引量：1
13
作者 赵传奇 王昆鹏 +2 位作者 曹良志 吴宏春 郑友琦 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1047-1053,共7页
在超临界水冷堆预概念设计中,组件设计是十分重要的,将影响堆芯性能。超临界水冷堆中水密度变化剧烈的特性要求必须进行核热耦合分析。从中子学及热工性能角度,使用三维核热耦合程序对环形燃料组件进行了优化设计。应用中子学计算程序FE... 在超临界水冷堆预概念设计中,组件设计是十分重要的,将影响堆芯性能。超临界水冷堆中水密度变化剧烈的特性要求必须进行核热耦合分析。从中子学及热工性能角度,使用三维核热耦合程序对环形燃料组件进行了优化设计。应用中子学计算程序FENNEL-N对环形燃料组件进行三维扩散计算,可得到组件内单棒功率分布,应用热工计算程序SUBSC对组件进行子通道分析。在计算过程中,分析了燃料棒间距及燃料棒与组件壁盒之间的间隙对组件性能的影响。计算结果显示,增大棒间距和棒壁间隙能提高组件kinf,但会增大组件内功率峰因子;子通道受热不均匀性对组件热工性能影响较大,通过加入定位格架的方式能展平冷却剂出口温度,降低最大包壳温度。对环形燃料组件的安全分析表明,从中子学角度该组件是安全的。 展开更多
关键词 环形燃料 超临界水冷堆 核热耦合
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在MCNP中考虑共振弹性散射的修正方法 被引量：1
14
作者 贺清明 曹良志 +1 位作者 吴宏春 郑友琦 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期2309-2314,共6页
蒙特卡罗方法采用自由气体模型来考虑中子与靶核的弹性碰撞中的热效应。传统的模型假设绝对零度下的弹性散射截面是常数,忽略了截面的共振效应所带来的影响。为在自由气体模型中考虑共振弹性散射效应,采用多普勒展宽舍弃修正方法,修正... 蒙特卡罗方法采用自由气体模型来考虑中子与靶核的弹性碰撞中的热效应。传统的模型假设绝对零度下的弹性散射截面是常数,忽略了截面的共振效应所带来的影响。为在自由气体模型中考虑共振弹性散射效应,采用多普勒展宽舍弃修正方法,修正了连续能量蒙特卡罗程序MCNP的自由气体模型,并对Mosteller轻水堆多普勒基准题进行了分析。数值结果表明：对于轻水堆,在热态零功率的情况下,忽略共振弹性散射会高估燃料棒的无限介质增殖因数（k∞）40~100pcm,热态满功率下高估140~200pcm;忽略共振弹性散射给燃料温度系数带来7%~15%正的偏差。同时分析了新的抽样方法对计算时间的影响,以及共振弹性散射效应对中子出射能量分布的影响。 展开更多
关键词 蒙特卡罗 自由气体模型 共振弹性散射 多普勒展宽舍弃修正
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压水堆高放长寿命裂变产物堆内嬗变平衡循环设计 被引量：1
15
作者 刘琨 吴宏春 +1 位作者 曹良志 郑友琦 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第B06期202-206,共5页
基于压水堆多燃料循环管理计算,进行长寿命裂变产物(LLFP)核素堆内嬗变分析。基于长寿命裂变产物核素在乏燃料中的比重及核素的放射毒性,129I和99 Tc作为当前嬗变研究的主要裂变产物。为避免碘同位素分离,参照乏燃料中127I和129I的组分... 基于压水堆多燃料循环管理计算,进行长寿命裂变产物(LLFP)核素堆内嬗变分析。基于长寿命裂变产物核素在乏燃料中的比重及核素的放射毒性,129I和99 Tc作为当前嬗变研究的主要裂变产物。为避免碘同位素分离,参照乏燃料中127I和129I的组分比例,设计当前的碘化物嬗变靶件。将嬗变核素均匀弥散在惰性慢化材料ZrH2中,放置在控制棒导向管内进行嬗变分析计算。基于该嬗变组件设计方案,对不同的换料方案进行评价和比较,进而搜索嬗变平衡循环。计算显示,当前带有靶件组件的布料方案可达到平衡循环,并能实现LLFP的嬗变。进一步嬗变优化方案设计受限于当前嬗变组件设计。 展开更多
关键词 嬗变 燃耗计算 长寿命裂变产物 压水堆
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聚变裂变混合堆中子学分析软件开发 被引量：1
16
作者 祖铁军 吴宏春 +1 位作者 郑友琦 曹良志 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期12-15,36,共5页
聚变中子源驱动次临界系统具有系统结构复杂、中子能谱跨度大等特点。借鉴传统反应堆2步法的基本思想,开发适用于次临界系统设计计算的中子学分析软件——NAPTH。NAPTH的组件计算由DRAGON4程序完成,堆芯计算使用MCNP程序的多群功能完成... 聚变中子源驱动次临界系统具有系统结构复杂、中子能谱跨度大等特点。借鉴传统反应堆2步法的基本思想,开发适用于次临界系统设计计算的中子学分析软件——NAPTH。NAPTH的组件计算由DRAGON4程序完成,堆芯计算使用MCNP程序的多群功能完成。验证结果表明,NAPTH对IAEA ADS基准题的计算结果和其他国家的计算结果符合很好;对于压力管式聚变裂变混合堆,程序具有较高的计算精度和计算效率,适合压力管式混合堆的设计计算。 展开更多
关键词 聚变裂变混合堆 中子学计算 两步法
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超临界水冷堆可燃毒物设计与分析 被引量：1
17
作者 赵传奇 曹良志 +1 位作者 吴宏春 郑友琦 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1433-1439,共7页
在超临界水冷堆中,为了减少控制棒的使用,采用加入可燃毒物的方式控制初始剩余反应性。目前广泛采用的是稀土氧化物弥散在燃料中的整体型可燃毒物设计。通过对比4种常用的稀土氧化物,选择Er2O3作为可燃毒物材料。分析了不同可燃毒物布... 在超临界水冷堆中,为了减少控制棒的使用,采用加入可燃毒物的方式控制初始剩余反应性。目前广泛采用的是稀土氧化物弥散在燃料中的整体型可燃毒物设计。通过对比4种常用的稀土氧化物,选择Er2O3作为可燃毒物材料。分析了不同可燃毒物布置方案对组件性能的影响,在不同可燃毒物含量下对组件安全性进行了评价。分析了可燃毒物对堆芯性能的影响,发现加入可燃毒物有利于降低堆芯径向功率峰,但会增大轴向功率峰并使其往堆芯顶部偏移。通过对该现象的分析,提出了降低堆芯底部温度和增大轴向富集度梯度的改进措施。计算结果表明,优化后的堆芯轴向功率峰明显降低,从而降低了最大包壳温度。 展开更多
关键词 环形燃料 超临界水冷堆 可燃毒物
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采用环形燃料的超临界水冷堆核热耦合分析 被引量：1
18
作者 赵传奇 曹良志 +1 位作者 吴宏春 郑友琦 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第B12期568-572,共5页
利用三维核热耦合计算程序,设计优化了环形燃料组件,并基于这种组件进行了超临界水冷堆(SCWR)堆芯设计。在环形燃料中,给水从燃料中心及外部流过,可同时对燃料内部及外部冷却。由于这个特性,在相对较高的功率密度情况下也能保证较低的... 利用三维核热耦合计算程序,设计优化了环形燃料组件,并基于这种组件进行了超临界水冷堆(SCWR)堆芯设计。在环形燃料中,给水从燃料中心及外部流过,可同时对燃料内部及外部冷却。由于这个特性,在相对较高的功率密度情况下也能保证较低的燃料温度及包壳温度。另外,流过燃料中心的水作为慢化剂,可对每个燃料栅元提供足够且均匀的慢化,这对于展平组件局部功率峰是十分有利的。使用DRAGON进行组件优化及不同工况下的截面计算,计算得到的截面形成插值表供堆芯程序使用。堆芯程序采用CITATION及开发的燃耗模块CTBurn进行计算。开发了基于单通道模型的热工程序计算水密度分布,并反馈给中子学计算。计算结果表明,环形燃料用于SCWR可获得较好的中子学性能。 展开更多
关键词 环形燃料 超临界水冷堆 核热耦合
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基于Krylov子空间及区域分解理论的二维矩阵特征线方法
19
作者 张宏博 吴宏春 +2 位作者 曹良志 郑友琦 夏榜样 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期1-6,15,共7页
针对传统特征线方法(MOC)求解中子输运方程计算效率较低的缺陷,构造基于Krylov子空间及区域分解理论的矩阵特征线方法。该方法可得到与传统MOC的基本方程等价的线性代数方程组,并通过基于Krylov子空间理论的广义极小残余(GMRES)算法进... 针对传统特征线方法(MOC)求解中子输运方程计算效率较低的缺陷,构造基于Krylov子空间及区域分解理论的矩阵特征线方法。该方法可得到与传统MOC的基本方程等价的线性代数方程组,并通过基于Krylov子空间理论的广义极小残余(GMRES)算法进行高效的矩阵求解;进而提出矩阵MOC的空间非重叠区域分解算法,充分利用成熟的CPU并行技术,提高大型矩阵计算效率。通过沿用二维任意几何传统MOC程序AutoMOC的几何处理框架,实现上述理论,并基于AutoCAD二次开发功能编制出直观方便的区域分解几何处理程序。相关数值计算结果表明,这种矩阵特征线方法较传统MOC具有相近的计算精度和更高的计算速度,并对复杂几何和高散射比问题具有很好的适应性。 展开更多
关键词 特征线方法(MOC) KRYLOV子空间 区域分解 并行计算
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扩散临界计算中的多重迭代优化技术
20
作者 李云召 吴宏春 +1 位作者 曹良志 郑友琦 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第B12期660-663,共4页
核反应堆堆芯中子扩散计算中一般存在至少3重迭代：裂变源迭代、多群散射源迭代和群内迭代。为避免相邻两重迭代之间产生的内层迭代收敛太强会引入多余计算量、收敛太弱会使外层迭代收敛性变差甚至不收敛的问题，本文针对采用带Gauss—S... 核反应堆堆芯中子扩散计算中一般存在至少3重迭代：裂变源迭代、多群散射源迭代和群内迭代。为避免相邻两重迭代之间产生的内层迭代收敛太强会引入多余计算量、收敛太弱会使外层迭代收敛性变差甚至不收敛的问题，本文针对采用带Gauss—Seidel左预处理的多群GMRES算法的变分节块法，设计并验证了一种对大多数问题均适用的多重迭代优化技术，其优化设置多群迭代和群内迭代的收敛准则的基本思想是：相应内层迭代收敛误差限正比于相应外层迭代的误差衰减率。数值计算基于商用压水堆和钠冷快堆选取的两个有代表性的堆芯算例进行，相应的结果表明：该多重迭代优化技术可对多群迭代加速约1～2倍，对群内迭代加速约5～21倍。 展开更多
关键词 核反应堆堆芯计算 多重迭代优化 迭代收敛准则 变分节块法
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