压水堆堆芯自动建模方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114840988A(43)申请公布日2022.08.02(21)申请号202210427670.6(22)申请日2022.04.22(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市碑林区咸宁西路28号(72)发明人李云召周原成曹良志(74)专利代理机构西安智大知识产权代理事务所61215专利代理师何会侠(51)Int.Cl.G06F30/20(2020.01)G06F30/12(2020.01)G21C17/00(2006.01)G06F111/20(2020.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称压水堆堆芯自动建模方法(57)摘要本发明公开了一种压水堆堆芯自动建模方法，参照核电厂购买燃料组件时使用的类型。定义组件“型号”，建立或补充完善组件型号库；将按需“制造”的组件摆放或配插到堆芯中之后，只需要提出堆芯运行要求，即可由建模程序自动搜索并生成内核计算软件所需的输入文件、自动并发调用内核计算程序、自动完成计算结果的收集整理，实现了前台建模输入与后台计算方法实现完全脱耦，并与工程实际保持高度一致，也实现了全自动高可靠性处理和全范围高精细建模。本发明能简化建模计算流程，满足现有压水堆两步法计算程序建模计算的需求。解决了压水堆堆芯建模过程中的人员要求高、操作复杂易出错、工作效率低等问题。CN114840988ACN114840988A权利要求书1/1页1.一种压水堆堆芯自动建模方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：用户建立或补充完善组件型号库：参照核电厂购买燃料组件时使用的类型，定义组件“型号”，并按照实际需求，把允许定义的组件型号分为5种，分别为燃料组件、探测器组件、分离式可燃毒物组件、控制棒组件和阻力塞组件，其中，探测器组件、分离式可燃毒物组件、控制棒组件、阻力塞组件称为相关组件；将每种组件型号的几何结构尺寸和材料构成参数保存在“型号文件”中，所有组件型号文件构成组件型号数据库；步骤2：用户按照建立核反应堆堆芯方案的需求，依据步骤1给出的组件型号文件作为模板，定义实际摆放到堆芯中的组件，并逐一命名；步骤3：用户将步骤2定义的实际摆放到堆芯中的组件，按照命名，填写到堆芯布置中进行摆放；将燃料组件与相关组件摆放在同一个位置，意味着实际上是将同一位置的燃料组件和相关组件配插在一起；步骤4：用户设置堆芯的运行参数，包括控制棒分组方式、控制棒移动、化学可溶硼浓度、堆芯压力、运行时间、功率水平、冷却剂入口温度和冷却剂入口流量；步骤5：根据步骤3中实际摆放到堆芯中的组件的布置，完成组件实体插配；再针对堆芯内所有位置上的组件找出所有不同类型的组件横剖面称之为燃料栅格，通过旋转和折叠对称性判断尽可能减少燃料栅格数量；然后，将径向反射层区域的横向剖面和轴向反射层区域的纵向剖面均划分成与燃料栅格等大的若干个区域，将每一个区域都作为一个反射层栅格，并与堆芯内使用次数最多的燃料栅格直接拼接在一起，构成反射层超栅格；最后，对所有燃料栅格和反射层超栅格，依据其几何参数和材料参数，生成二维栅格计算程序所需的输入文件；步骤6：调用二维栅格计算程序，通过并发计算，完成所有的燃料栅格和反射层超栅格计算，并根据栅格计算中的工况点，选取燃耗深度Bu，硼浓度CB，燃料温度Tf，慢化剂温度Tm作为状态参数，以Σ＝f1(Bu,CB,Tm)+f2(Bu,Tf)的形式进行少群参数参数化计算；将计算结果存为少群常数库；其中Σ为少群常数，f1和f2待定系数的多项式；步骤7：根据步骤3中组件实体的布置，生成堆芯稳态和瞬态计算软件所需的输入文件：根据堆芯中的组件布置和运行方式，结合步骤5选出的燃料栅格和反射层超栅格类型，得出三维堆芯各空间位置与少群常数库的对应关系，根据上述对应关系，生成堆芯稳态和瞬态计算软件所需的输入文件；步骤8：调用堆芯稳态和瞬态计算软件进行计算，并完成计算结果的收集和整理，将计算结果绘制为图表，方便用户查看。2CN114840988A说明书1/3页压水堆堆芯自动建模方法技术领域[0001]本发明涉及核反应堆物理数值仿真计算领域，具体涉及一种压水堆堆芯自动建模方法。背景技术[0002]压水堆堆芯分析软件在商用压水堆核电站的堆芯设计、运行分析、安全审评等多个过程中起到了关键的作用。考虑到计算资源和计算代价，现有的压水堆堆芯分析软件多采用两步法技术，具体过程包括：先利用栅格计算软件，针对整个堆芯内所有不同的燃料组件横剖面(称之为燃料栅格，一般有10‑100种不等)进行二维燃料栅格的建模计算，再对紧临活性区大约一个燃料组件宽度内的非活性区(称之为反射层，包括径向反射层和轴向反射层)进行反射层栅格建模计算(一般有1‑40种不等)，获得每一种栅格的均匀化少群常数(包括宏观截面、重要核素的微观截面、