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基于简化球谐函数的反应堆物理计算软件用于棒栅压水堆的建模验证

刘琨 赵文博 宫兆虎 陈长 柴晓明 张斌 方超 曾未

刘琨, 赵文博, 宫兆虎, 陈长, 柴晓明, 张斌, 方超, 曾未. 基于简化球谐函数的反应堆物理计算软件用于棒栅压水堆的建模验证[J]. 核动力工程, 2024, 45(S2): 49-54. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S2.0049
引用本文: 刘琨, 赵文博, 宫兆虎, 陈长, 柴晓明, 张斌, 方超, 曾未. 基于简化球谐函数的反应堆物理计算软件用于棒栅压水堆的建模验证[J]. 核动力工程, 2024, 45(S2): 49-54. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S2.0049
Liu Kun, Zhao Wenbo, Gong Zhaohu, Chen Zhang, Chai Xiaoming, Zhang Bin, Fang Chao, Zeng Wei. Numerical Verification of SP3 Based Computational Physics Code for Rod-type PWRs[J]. Nuclear Power Engineering, 2024, 45(S2): 49-54. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S2.0049
Citation: Liu Kun, Zhao Wenbo, Gong Zhaohu, Chen Zhang, Chai Xiaoming, Zhang Bin, Fang Chao, Zeng Wei. Numerical Verification of SP3 Based Computational Physics Code for Rod-type PWRs[J]. Nuclear Power Engineering, 2024, 45(S2): 49-54. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S2.0049

基于简化球谐函数的反应堆物理计算软件用于棒栅压水堆的建模验证

doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S2.0049
基金项目: 科技部重点研发计划“核反应堆系统多物理耦合动态响应分析技术研究”项目(2022YFB1902300)
详细信息
    作者简介:

    刘 琨(1986—),男,高级工程师,现主要从事堆芯确定论计算方法和燃耗计算方法研究,E-mail: seraph.kliu@foxmail.com

    通讯作者:

    宫兆虎,E-mail: gzhtiger@163.com

  • 中图分类号: TL334

Numerical Verification of SP3 Based Computational Physics Code for Rod-type PWRs

  • 摘要: 为验证新研发程序,采用新一代的Pin-by-Pin求解程序包KYLIN V2.0-CORCA-SPn,开展了针对福清核电厂5号机组首循环实测数据的验证分析。研究结果表明,控制棒价值最大相对偏差为N2棒组,为7.17%,其余棒组相对偏差均小于5%,循环内的临界反应性误差最大为−0.559%;燃料栅元功率与堆用蒙特卡罗程序RMC的偏差在8%以内。本文提出的数值模型离散精度高、计算稳定性好,相关验证工作能够为新一代压水堆堆芯程序设计提供技术支撑,进而满足新型复杂反应堆的研发设计需求。

     

  • 图  1  KYLIN V2.0/CORCA-SPn流程图

    Figure  1.  Flowchart of KYLIN V2.0/CORCA-SPn

    图  2  首次达临界ARO状态燃料栅元归一化功率分布

    Figure  2.  Normalized Fuel Pin Power Distribution in First Criticality Test under ARO

    图  3  首次达临界ARO状态燃料栅元归一化功率偏差

    Figure  3.  Normalized Fuel Pin Power Difference in First Criticality Test under ARO

    图  4  首次达临界ARO状态燃料组件归一化功率偏差

    Figure  4.  Normalized Fuel Assembly Power Difference in First Criticality Test under ARO

    图  5  基于实测临界硼浓度计算的临界反应性偏差

    Figure  5.  Reactivity Difference Based on the Critical Boron Concentration During Operation

    图  6  寿期末燃料栅元归一化功率分布偏差

    Figure  6.  Normalized Fuel Pin Power Difference at End of Cycle

    图  7  寿期末燃料组件归一化功率偏差

    Figure  7.  Normalized Fuel Assembly Power Difference at End of Cycle

    表  1  控制棒价值计算结果比较

    Table  1.   Comparison of Control Rod Bank Integral Worth

    棒组 计算值/pcm 绝对偏差/pcm 相对偏差/%
    功率补偿棒组 G1 455 4 0.94
    G2 873 30 3.52
    N1 876 −13 −1.49
    N2 1019 68 7.17
    温度调节棒组 R 1230 16 1.30
    停堆棒组 SA 1071 41 4.01
    SB 1258 16 1.25
    SC 749 −28 −3.60
    下载: 导出CSV

    表  2  功率运行期间keff比较

    Table  2.   Comparison of Effective Multiple Factors During the Reactor Operation

    燃耗/
    [MW·d·t−1·(U)]
    keff/pcm 反应性偏差/pcm
    RMC CORCA-SPn
    0 1.000076 0.99820 −188
    150 0.966124 0.96715 103
    500 0.965816 0.96572 −10
    1000 0.967884 0.96747 −41
    2000 0.968268 0.96789 −38
    3000 0.965827 0.96523 −60
    4000 0.962257 0.96150 −76
    5000 0.958070 0.95720 −87
    6000 0.953224 0.95250 −72
    7000 0.947867 0.94745 −42
    8000 0.942032 0.94208 5
    9000 0.935736 0.93641 67
    10000 0.929174 0.93049 132
    11000 0.922321 0.92436 204
    12000 0.915389 0.91806 267
    12585 0.911194 0.91439 320
      注:反应性偏差= (1/keff, RMC−1/keff, CORCA-SPn)×105
    下载: 导出CSV
  • [1] ZHANG B C, MAYHUE L, HURIA H, et al. Development of a three-dimensional pseudo pin-by-pin calculation methodology in ANC[J]. Nuclear Technology, 2013, 183(3): 527-534. doi: 10.13182/NT13-A19439
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-08-13
  • 修回日期:  2024-08-21
  • 刊出日期:  2025-01-06

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