基于MOC的反應(yīng)堆精細(xì)功率分布計(jì)算研究.pdf

1、反應(yīng)堆堆芯功率分布是關(guān)系到反應(yīng)堆安全性和經(jīng)濟(jì)性的重要參數(shù)。隨著堆芯設(shè)計(jì)非均勻性和復(fù)雜性的不斷增大，對(duì)傳統(tǒng)的功率分布和精細(xì)功率分布計(jì)算方法提出了挑戰(zhàn)。同時(shí)，伴隨著國(guó)際社會(huì)對(duì)于反應(yīng)堆“高保真”計(jì)算要求的提出，反應(yīng)堆堆芯物理計(jì)算方法也在從傳統(tǒng)的三步法向 Pin-By-Pin兩步法以及全堆芯一步法直接輸運(yùn)計(jì)算方向發(fā)展。特征線(xiàn)法（MOC）是求解中子輸運(yùn)方程的一種確定論方法，理論上該方法能夠擺脫幾何條件的制約，實(shí)現(xiàn)對(duì)于任意形狀的幾何模型的輸運(yùn)求解。

2、同時(shí)，特征線(xiàn)法集合了離散縱標(biāo)法和碰撞概率法的諸多長(zhǎng)處，成為目前反應(yīng)堆物理計(jì)算的一個(gè)研究熱點(diǎn)和重點(diǎn)，是反應(yīng)堆物理計(jì)算領(lǐng)域目前被廣泛采用的一種求解輸運(yùn)方程的方法，已成為組件計(jì)算軟件進(jìn)行二維中子輸運(yùn)問(wèn)題求解時(shí)的首選方法，也是未來(lái)全堆輸運(yùn)計(jì)算重點(diǎn)方法之一。
　　基于此背景，本文對(duì)中子輸運(yùn)方程特征線(xiàn)數(shù)值求解方法進(jìn)行了研究，進(jìn)行了程序編制，研制了基于特征線(xiàn)法的中子輸運(yùn)求解程序FSMOC，從而實(shí)現(xiàn)精細(xì)功率分布的計(jì)算。該程序在幾何處理方面采用預(yù)制

3、幾何的方法對(duì)研究對(duì)象的幾何進(jìn)行描述，同時(shí)考慮到反應(yīng)堆工程領(lǐng)域計(jì)算實(shí)際問(wèn)題時(shí)大都是由具有同樣幾何形狀以及尺寸參數(shù)的柵元或者組件構(gòu)成的。因此，在FSMOC程序中只構(gòu)建了柵元層次的幾何及特征線(xiàn)信息，然后通過(guò)一定的特征線(xiàn)連接方案擴(kuò)展到所有的求解區(qū)域，實(shí)現(xiàn)柵元的模塊化生成。同時(shí)為了便于調(diào)試程序、直觀的觀察所研究對(duì)象的幾何結(jié)構(gòu)以及特征線(xiàn)信息以及能夠有效理解特征線(xiàn)的跟蹤掃描方式，本文開(kāi)發(fā)了與AutoCAD軟件的接口模塊。程序FSMOC的輸運(yùn)求解是基于

4、平源近似的假設(shè)條件，通過(guò)構(gòu)造傳統(tǒng)的源迭代算法進(jìn)行而實(shí)現(xiàn)的。
　　最后，本文通過(guò)基準(zhǔn)題來(lái)驗(yàn)證FSMOC程序的正確性和可用性，包括典型壓水堆柵元基準(zhǔn)題、含釓毒物棒的沸水堆多柵元基準(zhǔn)題、標(biāo)準(zhǔn)的17×17組件基準(zhǔn)題以及C5G7-MOX堆芯基準(zhǔn)題。結(jié)果表明，有效增殖系數(shù)以及相對(duì)通量分布等參數(shù)均能夠達(dá)到良好的計(jì)算精度。特征線(xiàn)法為了保證足夠的精度需要將網(wǎng)格劃分密集并用大量的特征線(xiàn)來(lái)進(jìn)行跟蹤掃描，這會(huì)導(dǎo)致程序的計(jì)算速度較為緩慢，計(jì)算效率較低，在一