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弥散颗粒系统双重非均匀性物理边界研究

娄磊 柴晓明 姚栋 李满仓 陈亮 刘晓黎 张宏博 李司南 唐霄 周楠

娄磊, 柴晓明, 姚栋, 李满仓, 陈亮, 刘晓黎, 张宏博, 李司南, 唐霄, 周楠. 弥散颗粒系统双重非均匀性物理边界研究[J]. 核动力工程, 2021, 42(S2): 82-88. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.S2.0082
引用本文: 娄磊, 柴晓明, 姚栋, 李满仓, 陈亮, 刘晓黎, 张宏博, 李司南, 唐霄, 周楠. 弥散颗粒系统双重非均匀性物理边界研究[J]. 核动力工程, 2021, 42(S2): 82-88. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.S2.0082
Lou Lei, Chai Xiaoming, Yao Dong, Li Mancang, Chen Liang, Liu Xiaoli, Zhang Hongbo, Li Sinan, Tang Xiao, Zhou Nan. Research of Double-Heterogeneity Physical Boundary on Dispersed Particle-type Systems[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(S2): 82-88. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.S2.0082
Citation: Lou Lei, Chai Xiaoming, Yao Dong, Li Mancang, Chen Liang, Liu Xiaoli, Zhang Hongbo, Li Sinan, Tang Xiao, Zhou Nan. Research of Double-Heterogeneity Physical Boundary on Dispersed Particle-type Systems[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(S2): 82-88. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.S2.0082

弥散颗粒系统双重非均匀性物理边界研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2021.S2.0082
基金项目: 国家自然科学基金(1170051016)
详细信息
    作者简介:

    娄 磊(1988—),男,高级工程师,博士,现从事反应堆物理设计研究工作,E-mail: 371682011@qq.com

    通讯作者:

    柴晓明,Email: chaixm@163.com

  • 中图分类号: TL32

Research of Double-Heterogeneity Physical Boundary on Dispersed Particle-type Systems

  • 摘要: 弥散颗粒系统由于双重非均匀性而无法用传统中子学计算程序描述,直接采用体积均匀化方法处理会带来反应性计算偏差。本文通过分析弥散颗粒燃料及不同类型弥散颗粒可燃毒物的体积均匀化反应性计算偏差及其与光学长度的关系,提出将计算偏差的影响因素整合为修正光学长度,提出了弥散颗粒系统双重非均匀性的物理边界,当修正光学长度大于10−4时,体积均匀化方法的反应性计算偏差将大于100pcm(1pcm=10−5),需要考虑弥散颗粒系统的双重非均匀性。

     

  • 图  1  弥散颗粒在基体中随机分布示意图

    Figure  1.  Schematic Diagram of Random Distribution of Dispersed Particles in Matrix

    图  2  弥散颗粒燃料栅元体积均匀化方法反应性偏差

    Figure  2.  Reactivity Deviation of Volumetric Homogenization Method on Dispersed Particle Fuel Cell

    图  3  弥散颗粒可燃毒物栅元体积均匀化方法反应性偏差

    Figure  3.  Reactivity Deviation of Volumetric Homogenization Method on Burnable Poison Cell of Dispersed Particle

    图  4  不同富集度下体积均匀化反应性计算偏差与修正光学长度关系

    Figure  4.  Relationship between Calculation Deviation of Volumetric Homogenization Reactivity and Corrected Optical Length under Different Enrichments

    图  5  不同颗粒相体积下体积均匀化方法反应性计算偏差与修正光学长度关系

    Figure  5.  Relationship between Calculation Deviation of Volumetric Homogenization Reactivity and Corrected Optical Length under Different Particle Phase Volumes

    图  6  体积均匀化反应性计算偏差与光学长度关系

    Figure  6.  Relationship between Calculation Deviation of Volumetric Homogenization Reactivity and Optical Length

    表  1  燃料栅元主要参数

    Table  1.   Main Parameters of Fuel Cell

    参数名参数值
    栅距/cm1.26
    燃料区半径/cm0.4096
    气隙厚度/cm0.0084
    Zr包壳厚度/cm0.057
    Zr包壳密度/(g·cm−3)6.5
    慢化剂密度/(g·cm−3)1.0
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    表  2  弥散颗粒燃料及可燃毒物颗粒模型参数取值

    Table  2.   Model Parameter Values for Dispersed Particle Fuel and Burnable Poison Particle

    参数名参数值
    可燃毒物类型Ag/In/Cd/Hf/B4C/Dy2O3/Er2O3/Eu2O3/Gd2O3
    可燃毒物颗粒半径/μm10~250
    可燃毒物颗粒体积份额/%1~10
    燃料富集度/%10~90
    燃料颗粒类型UO2
    燃料颗粒半径/μm100~400
    燃料颗粒体积份额/%3~30
    燃料颗粒芯体富集度/%10~90
    弥散颗粒燃料系统基体Zr
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-07-19
  • 录用日期:  2021-12-06
  • 修回日期:  2021-11-14
  • 刊出日期:  2021-12-29

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