一种精细化瞬态中子输运计算的时间步加速方法技术

本发明专利技术提供了一种核反应堆瞬态中子输运计算的时间步加速方法，该方法在标准PCQM方法的基础上，引入时间步加速的思想，提出多级PCQM方法：对瞬态中子输运计算的时间步进行多级划分，在不同时间分辨率下建立不同空间、能量、角度分辨率系统，由高保真中子输运计算、多群gCMFD、单群gCMFD、精确点堆动力学（EPK）分别捕捉不同分辨率的中子通量密度特征，然后利用小时间步上低阶系统的快速求解来逐级校正大时间步上高阶系统的解，能够在大时间步长下开展准确的高保真中子输运计算，实现有效的时间步加速。步加速。

【技术实现步骤摘要】
一种精细化瞬态中子输运计算的时间步加速方法


[0001]本专利技术涉及中子输运计算领域，具体涉及一种核反应堆瞬态中子输运计算的时间步加速方法。

技术介绍

[0002]目前，高保真瞬态中子输运计算的加速方法主要包括：标准预估校正准静态方法、TML方法、改进的预估校正准静态方法等。其中，标准预估校正准静态方法是指：将中子通量密度因式分解为幅函数和形状函数。在预估步骤中采用大时间步长进行高保真瞬态输运求解，得到预估的中子通量密度和动力学参数，在校正步骤中开展小时间步上的点堆动力学计算，用计算得到的幅函数来修正中子通量密度。标准预估校正准静态方法使用点堆动力学方程直接求解全堆芯幅函数，其所使用的动力学参数是一阶线性插值的，在反应性变化较为复杂的瞬态事件中，点堆动力学所提供的集总参数明显精度不足，从而影响预估校正准静态方法的加速效果。改进的预估校正准静态方法是指：在标准预估校正准静态方法的基础上，通过改变小时间步上动力学参数插值方式并对反应性进行特殊处理，为点堆动力学计算提供更好的反应性预测，提高幅函数的计算精度。改进的预估校正准静态方法在不显著增加计算时间的前提下，能够精确捕捉核反应堆在极短时间内中子的迅速变化。与标准预估校正准静态方法相比，改进的预估校正准静态方法并没有提高计算效率，反而为了提高计算精度略微引入额外的计算负担。
[0003]TML方法是指：通过两次运用预估校正准静态方法，在高保真瞬态中子输运计算与点堆动力学计算之间引入新的CMFD计算，在三种不同的时间步长下分别开展中子输运计算、CMFD计算和点堆动力学计算以捕捉不同空间网格的中子通量密度分布，，而后逐级修正中子通量密度。TML方法采用传统的CMFD方法求解粗网中子通量密度，而瞬态中子输运计算中剧烈的数值变化会使得传统CMFD的天然缺陷更容易表现出来，进而导致数值计算不稳定，影响了加速的有效性。此外，TML方法只引入了时间和空间分辨率，加速效果不够充分。

技术实现思路

[0004]针对上述技术问题，本专利技术实施例提供一种核反应堆瞬态中子输运计算的时间步加速方法，能够至少解决上述技术问题之一。
[0005]本专利技术采用的技术方案为：
[0006]本专利技术实施例提供一种核反应堆瞬态中子输运计算的时间步加速方法，所述方法包括如下步骤：
[0007]S1，基于输入信息构建几何模型，并基于构建的几何模型划分网格，所述网格包括粗网和细网；
[0008]S2，计算初始时刻的细网多群的中子通量密度、细网多群的共轭中子通量密度和粗网均匀化截面；
[0009]S3，对整个瞬态计算过程进行划分得到第1级高保真瞬态中子输运计算时间步集
T1＝(t1，t2，
…
，t
N1
)，其中，t
n1
表示在整个计算过程中第n1个第1级高保真瞬态中子输运计算时间步，n1的取值为1到N1，N1为高保真瞬态中子输运计算的总时间步数；开始第1级循环；
[0010]S4，开展t
n1
时刻下的第1级高保真瞬态中子输运计算，获得细网多群的中子通量密度特征；
[0011]S5，对处于t
n1
‑1至t
n1
时刻间的第1级高保真瞬态中子输运计算的时间步长Δt
n1
进行划分得到第2级多群gCMFD计算时间步集T2＝(t1，t2，
…
，t
N2
)，其中，t
n2
表示Δt
n1
中的第n2个第2级多群gCMFD计算时间步，n2的取值为1到N2，N2表示Δt
n1
中的多群gCMFD计算总的时间步数；开始第2级循环；
[0012]S6，开展t
n2
时刻下的第2级多群gCMFD计算，获得粗网多群的中子通量密度特征；
[0013]S7，对处于t
n2
‑1至t
n2
时刻间的第2级多群gCMFD计算的时间步长Δt
n2
进行划分得到第3级单群gCMFD计算时间步集T3＝(t1，t2，
…
，t
N3
)，其中，t
n3
表示Δt
n2
中的第n3个第3级单群gCMFD计算时间步，n3的取值为1到N3，N3表示Δt
n2
中的单群gCMFD计算总的时间步数；开始第3级循环；
[0014]S8，开展t
n3
时刻下的第3级单群gCMFD计算，获得粗网单群的中子通量密度特征；
[0015]S9，对处于t
n3
‑1至t
n3
时刻间的第3级单群gCMFD计算的时间步长Δt
n3
进行划分得到第4级精确点堆动力学计算的时间步集T4＝(t1，t2，
…
，t
N4
)，其中，t
n4
表示在t
n3
‑1至t
n3
时刻间第n4个第4级精确点堆动力学计算的时间步，n4的取值为1到N4，N4表示Δt
n3
中的精确点堆动力学计算总的时间步数；开始第4级循环；
[0016]S10，开展t
n4
时刻的第4级精确点堆动力学计算，获得t
n4
时刻的全堆芯全空间的中子通量密度特征；
[0017]S11，进行逐级校正，通过全堆芯全空间的中子通量密度修正粗网单群的中子通量密度、粗网多群的中子通量密度和细网多群的中子通量密度；
[0018]S12，通过校正后的细网多群的中子通量密度计算全局裂变率和全堆芯功率分布，进入下一个第4级精确点堆动力学计算时间步；
[0019]S13：循环S10至S12，直到完成所有第4级精确点堆动力学计算时间步，通过t
n3
时刻校正后的粗网单群的中子通量密度计算粗网缓发中子先驱核浓度，进入下一个第3级单群gCMFD计算时间步；
[0020]S14：循环S8至S13，直到完成所有第3级单群gCMFD计算时间步，通过t
n2
时刻校正后的粗网多群的中子通量密度计算粗网缓发中子先驱核浓度，进入下一个第2级多群gCMFD计算时间步；
[0021]S15：循环S6至S14，直到完成所有第2级多群gCMFD计算时间步，通过t
n1
时刻校正后的细网多群的中子通量密度计算细网缓发中子先驱核浓度，进入下一个第1级高保真瞬态中子输运计算时间步。
[0022]S16：循环S4至S15，直到完成第1级高保真瞬态中子输运计算时间步。
[0023]本专利技术实施例提供的核反应堆瞬态中子输运计算的时间步加速方法，在标准PCQM方法的基础上，引入时间步加速的思想，提出多级PCQM方法：对瞬态中子输运计算的时间步进行多级划分，在不同时间分辨率下建立不同空间、能量、角度分辨率系统，由高保真中子输运计算、多群gCMFD、单群gCMFD、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核反应堆瞬态中子输运计算的时间步加速方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1，基于输入信息构建几何模型，并基于构建的几何模型划分网格，所述网格包括粗网和细网；S2，计算初始时刻的细网多群的中子通量密度、细网多群的共轭中子通量密度和粗网均匀化截面；S3，对整个瞬态计算过程进行划分得到第1级高保真瞬态中子输运计算时间步集T1＝(t1，t2，
…
，t
N1
)，其中，t
n1
表示在整个计算过程中第n1个第1级高保真瞬态中子输运计算时间步，n1的取值为1到N1，N1为高保真瞬态中子输运计算的总时间步数；开始第1级循环；S4，开展t
n1
时刻下的第1级高保真瞬态中子输运计算，获得细网多群的中子通量密度特征；S5，对处于t
n1
‑1至t
n1
时刻间的第1级高保真瞬态中子输运计算的时间步长Δt
n1
进行划分得到第2级多群gCMFD计算时间步集T2＝(t1，t2，
…
，t
N2
)，其中，t
n2
表示Δt
n1
中的第n2个第2级多群gCMFD计算时间步，n2的取值为1到N2，N2表示Δt
n1
中的多群gCMFD计算总的时间步数；开始第2级循环；S6，开展t
n2
时刻下的第2级多群gCMFD计算，获得粗网多群的中子通量密度特征；S7，对处于t
n2
‑1至t
n2
时刻间的第2级多群gCMFD计算的时间步长Δt
n2
进行划分得到第3级单群gCMFD计算时间步集T3＝(t1，t2，
…
，t
N3
)，其中，t
n3
表示Δt
n2
中的第n3个第3级单群gCMFD计算时间步，n3的取值为1到N3，N3表示Δt
n2
中的单群gCMFD计算总的时间步数；开始第3级循环；S8，开展t
n3
时刻下的第3级单群gCMFD计算，获得粗网单群的中子通量密度特征；S9，对处于t
n3
‑1至t
n3
时刻间的第3级单群gCMFD计算的时间步长Δt
n3
进行划分得到第4级精确点堆动力学计算的时间步集T4＝(t1，t2，
…
，t
N4
)，其中，t
n4
表示在t
n3
‑1至t
n3
时刻间第n4个第4级精确点堆动力学计算的时间步，n4的取值为1到N4，N4表示Δt
n3
中的精确点堆动力学计算总的时间步数；开始第4级循环；S10，开展t
n4
时刻的第4级精确点堆动力学计算，获得t
n4
时刻的全堆芯全空间的中子通量密度特征；S11，进行逐级校正，通过全堆芯全空间的中子通量密度修正粗网单群的中子通量密度、粗网多群的中子通量密度和细网多群的中子通量密度；S12，通过校正后的细网多群的中子通量密度计算全局裂变率和全堆芯功率分布，进入下一个第4级精确点堆动力学计算时间步；S13：循环S10至S12，直到完成所有第4级精确点堆动力学计算时间步，通过t
n3
时刻校正后的粗网单群的中子通量密度计算粗网缓发中子先驱核浓度，进入下一个第3级单群gCMFD计算时间步；S14：循环S8至S13，直到完成所有第3级单群gCMFD计算时间步，通过t
n2
时刻校正后的粗网多群的中子通量密度计算粗网缓发中子先驱核浓度，进入下一个第2级多群gCMFD计算时间步；S15：循环S6至S14，直到完成所有第2级多群gCMFD计算时间步，通过t
n1
时刻校正后的细网多群的中子通量密度计算细网缓发中子先驱核浓度，进入下一个第1级高保真瞬态中子
输运计算时间步。S1...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱雁凌，郝琛，康乐，李佩军，周晓宇，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：