申请/专利权人：西安交通大学;中国核电工程有限公司

申请日：2024-01-12

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN117877775A

主分类号：G21C17/00

分类号：G21C17/00;G06F30/25;G06F16/901;G06F119/08

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.30#实质审查的生效;2024.04.12#公开

摘要：本发明公开了一种压水堆燃料组件核素成分在线精确重构方法，针对压水堆，根据燃料组件几何参数、材料参数、燃料组件全寿期中的运行历史数据，对燃料组件运行历史进行精确跟踪模拟，并在线重构计算获得不同运行历史时刻的精确核素成分；该方法采用精细的燃耗数据库、精确的燃料组件一步法非均匀中子输运计算、精确的堆芯三维中子扩散计算、精确的堆芯全微观燃耗计算技术，可以实现真实功率水平、燃料温度、慢化剂温度、硼浓度、堆芯冷却剂流量、毒物历史、控制棒移动历史下的燃料组件核素成分在线精确重构计算。

主权项：1.一种压水堆燃料组件核素成分在线精确重构方法，其特征在于：采用精细的燃耗数据库，在燃料组件内采用一步法非均匀中子输运计算，在压水堆堆芯内采用三维中子扩散计算和全微观燃耗计算，在线精确重构计算获得燃料组件核素成分；具体包括如下步骤：步骤1：读取核反应截面数据库、核素燃耗数据库；其中核反应截面数据库中包含所有评价核数据中存在的核素种类；核素燃耗数据库包含核反应释能数据、全核素反应转化关系数据、裂变产额数据；步骤2：获取燃料组件所在压水堆堆芯中所有组件几何尺寸信息、材料布置信息和状态参数信息；其中状态参数信息包括组件平均燃耗深度、组件内燃料温度、组件内慢化剂温度和组件内硼浓度、控制棒状态；步骤3：根据步骤2中获取的压水堆堆芯中所有组件几何尺寸信息、材料布置信息，将燃料组件不同材料区域划分为若干中子输运计算区域，同时燃耗计算区域划分与中子输运计算区域相同，统称为计算区域；根据组件几何尺寸信息和材料布置信息得到各个计算区域的边界、各个计算区域中核素成分及核数密度，采用模块化特征线扫描技术，建立特征线与不同计算区域边界的关系；根据特征线与不同计算区域边界的关系，采用特征线方法进行中子输运计算得到不同计算区域中的中子通量；根据不同计算区域中的中子通量及各个计算区域中核素成分及核数密度，在不同计算区域中建立单位时间内各核素核数密度变化的方程，称之为核素燃耗方程，采用切比雪夫有理近似方法或线性子链方法，精确求解获得单位时间内各核素核数密度的时间-空间分布；根据不同计算区域中的中子通量和单位时间内各核素核数密度的时间-空间分布，获得当前组件燃耗深度下组件均匀化参数，包括：各个燃耗步下不同计算区域中全核素组件均匀化截面、组件均匀化核数密度、组件均匀化中子通量密度；步骤4：根据步骤2中获取的状态参数信息改变组件状态参数，包括组件平均燃耗深度、组件内燃料温度、组件内慢化剂温度和组件内硼浓度，重复步骤3，获得不同状态参数下的全核素组件均匀化截面、组件均匀化核数密度、组件均匀化中子通量密度；步骤5：若组件计算与堆芯计算采用的核素燃耗数据库不相同，需要进行核素预处理计算保证堆芯计算的正确性；核素预处理计算包括：首先根据步骤4中获得的组件均匀化核数密度、全核素组件均匀化截面将全组件作为一个燃耗计算区域建立燃耗方程，接着采用切比雪夫有理近似方法或线性子链方法求解获得单位时间内各核素核数密度变化，得到预处理后的组件均匀核数密度；步骤6：获取燃料组件所在压水堆堆芯中堆芯参数信息，包括组件布置信息、功率历史、控制棒棒位历史、慢化剂入口温度、慢化剂入口流量；读取精细核素燃耗数据库；步骤7：根据步骤6中的堆芯参数信息，将三维堆芯根据组件划分为若干节块，建立三维堆芯计算模型，使用压水堆堆芯物理计算程序进行三维堆芯物理-热工耦合计算得到组件中子通量密度及各个燃耗点下组件的状态参数；根据步骤4获得的不同状态参数下的全核素组件均匀化截面、根据步骤4获得的预处理后的组件均匀化核数密度，插值或拟合获得当前堆芯真实状态参数下的全核素组件均匀化截面、预处理后的全核素组件均匀化核数密度；步骤8：在压水堆堆芯物理计算过程中采用微观燃耗技术获得单位时间内堆芯各节块中全核素核数密度变化：首先根据步骤6中获取的精细核素燃耗数据和步骤7中获取的堆芯中组件中子通量密度、预处理后的全核素组件均匀化核数密度，在堆芯划分的各个节块中建立燃耗方程，接着采用切比雪夫有理近似方法或线性子链方法求解获得堆芯各节块中全核素核数密度变化；步骤9：根据步骤3获得的不同组件零燃耗时的组件均匀化核数密度和步骤8获得的单位时间内堆芯各节块中全核素核数密度变化，计算获得指定燃料组件中不同时刻下的全核素的核素存量。

全文数据：

权利要求：

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