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基于RMC的角度离散群常数制作与SPH方法研究

李耀东 余纲林 王侃

李耀东, 余纲林, 王侃. 基于RMC的角度离散群常数制作与SPH方法研究[J]. 核动力工程, 2025, 46(S1): 269-275. doi: 10.13832/j.jnpe.2025.S1.0269
引用本文: 李耀东, 余纲林, 王侃. 基于RMC的角度离散群常数制作与SPH方法研究[J]. 核动力工程, 2025, 46(S1): 269-275. doi: 10.13832/j.jnpe.2025.S1.0269
Li Yaodong, Yu Ganglin, Wang Kan. Research on Multi-Group Constant with Discrete Angle and SPH Method Based on RMC[J]. Nuclear Power Engineering, 2025, 46(S1): 269-275. doi: 10.13832/j.jnpe.2025.S1.0269
Citation: Li Yaodong, Yu Ganglin, Wang Kan. Research on Multi-Group Constant with Discrete Angle and SPH Method Based on RMC[J]. Nuclear Power Engineering, 2025, 46(S1): 269-275. doi: 10.13832/j.jnpe.2025.S1.0269

基于RMC的角度离散群常数制作与SPH方法研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2025.S1.0269
详细信息
    作者简介:

    李耀东(1988—),男,博士研究生,现主要从事反应堆物理、热工水力及多物理耦合等方向的研究,E-mail: 18010158280@163.com

    通讯作者:

    余纲林,E-mail: yuganglin@tsinghua.edu.cn

  • 中图分类号: TL329

Research on Multi-Group Constant with Discrete Angle and SPH Method Based on RMC

  • 摘要: 蒙特卡罗方法使用连续能量截面且具有灵活的几何处理能力。本文提出了一种散射角离散的蒙特卡罗群常数计算方法,并使用棒状燃料组件进行群常数计算与验证。本文首先基于堆用蒙卡程序(RMC)加工基于组件或栅元的角度离散多群常数库,然后利用群常数库进行全堆输运计算。在多群常数库加工环节,基于中子历史跟踪中子碰撞行为,可以准确表达中子的各向异性散射,并且基于全堆真实条件加工群常数库,理论上在输运过程没有近似。在等效均匀化方面,采用改进的超级均匀化 (SPH) 方法。研究表明,与传统的勒让德散射矩阵比较,本文提出的方法避免了负截面的产生;与连续能量蒙卡结果比较,组件计算结果小于70pcm(1pcm=10−5)。采用全堆真实条件加工群常数更加准确,几何描述灵活,普适性好。

     

  • 图  1  压水堆四边形燃料组件模型

    Figure  1.  PWR Fuel Assembly Model

    图  2  SERPENT勒让德散射矩阵与散射角离散的散射矩阵的对比

    Figure  2.  Comparison of the Legendre Scattering Matrix Using SERPENT and the Scattering Matrix with Discretized Scattering Angles

    图  3  2×2组件群常数计算模型

    Figure  3.  Model for Group Constants of a 2×2 Fuel Assembly Configuration

    图  4  2×2组件均匀化前后热群和快群通量

    Figure  4.  Comparison of Thermal and Fast Neutron Fluxes in a 2×2 Fuel Assembly Array before and after Homogenization

    图  5  均匀化前后通量分布相对误差

    Figure  5.  Relative Error of Neutron Flux Distribution before and after Homogenization

    表  1  组件均匀化前后keff对比

    Table  1.   Comparison of the keff before and after Homogenization of the Fuel Assembly

    计算方式 keff 统计方差 相对误差/% 时间压缩比
    RMC_CE 1.35923 0.00021
    Homo 1.35859 0.00022 −0.047 7.22
      keff—有效增殖因子;Homo—组件均匀化。
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    表  2  RMC与SERPENT 2群一般截面比较

    Table  2.   Comparative Analysis of General Cross-Sections Using RMC and SERPENT 2

    群常数 能群数 RMC 标准
    相对偏差
    (RMC)
    SERPENT 标准
    相对偏差
    (SERPENT)
    相对
    误差/%
    总截面 1 5.34×10−1 8.93×10−5 5.32×10−1 6.80×10−5 0.38
    2 1.07 6.42×10−5 1.07 1.40×10−4 0
    裂变
    截面
    1 2.95×10−3 2.48×10−4 2.95×10−3 3.40×10−4 0
    2 7.82×10−2 2.05×10−4 7.77×10−2 3.40×10−4 0.64
    俘获
    截面
    1 6.93×10−3 4.57×10−4 6.94×10−3 3.90×10−4 −0.14
    2 3.24×10−2 1.61×10−4 3.22×10−2 2.60×10−4 0.62
    中子
    产额
    1 2.55 3.51×10−5 2.55 4.10×10−5 0
    2 2.44 2.03×10-10 2.44 0 0
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    表  3  均匀化前后keff对比

    Table  3.   Comparison of keff before and after Homogenization

    计算方式keff相对误差/%时间压缩比
    参考解1.23568±0.000055
    组件均匀化1.23548±0.0000580.0167.72
    栅元均匀化1.23580±0.0000610.0104.19
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-12-01
  • 修回日期:  2025-04-05
  • 刊出日期:  2025-06-15

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