摘要：基于经典的“两步法”压水堆计算流程,采用目前最先进的核反应堆物理计算方法,研发了先进的压水堆燃料管理软件Bamboo-C。Bamboo-C软件主要由3个功能程序(LOCUST、SPARK、LtoS)组成,LOCUST为二维组件非均匀及等效均匀化计算程序,SPARK为三维堆芯稳态/瞬态分析程序,LOCUST和SPARK程序之间通过组件均匀化参数函数化程序LtoS链接。Bamboo-C软件具备完善的压水堆燃料管理与核设计必备的分析功能,主要包括:启动物理试验、动力学参数计算、控制棒微积分价值、功率运行跟踪等。最后,基于我国自主研发的CNP300、CNP650和CNP1000堆型的运行数据,完成了Bamboo-C软件的工业确认工作。结果表明,采用Bamboo-C软件获得的临界硼浓度、温度系数、控制棒价值以及功率分布等堆芯关键参数的计算值与实测值之间的误差均满足工业限值的要求。

摘要：传统预估校正方法通过平均预估步与校正步的核素组分修正燃耗计算结果,要求在每个燃耗步上进行2次中子学计算。为了降低输运燃耗耦合计算的时间,本研究对传统预估校正方法进行了分析,并开展了基于反应率预测的预估校正方法研究,该方法利用传统预估校正方法中预估步与校正步多群中子能谱差异随燃耗光滑变化的特性,通过拉格朗日插值方法对区域和燃耗时间相关的中子能谱偏差随燃耗时间的变化特征进行描述,获得解析的插值公式,在保证预估步计算次数不变的情况下,直接对部分校正步的反应率进行预测,避免该部分校正步的中子学计算;本研究以传统预估校正方法为参考,通过VERA燃耗基准题和JAEA燃耗基准题对提出的基于反应率预测的预估校正方法进行了验证。数值结果表明:基于反应率预测的预估校正方法可在保证棒功率分布与主要核素组分精度基础上,减少约20%的中子学计算时间。因此,本研究建立的基于反应率预测的预估校正方法能够用于高效的输运燃耗耦合计算。

摘要：数值反应堆是基于大规模并行计算平台,利用先进的物理模型和数值模拟算法,采用精细化建模,从而精确模拟反应堆在正常运行与事故工况中发生的各类物理现象的模拟技术。西安交通大学NECP团队基于自研的多群和连续能量数据库,提出了全局-局部耦合输运计算方法、大规模并行的2D/1D耦合输运方法等,开发了基于确定论方法的数值反应堆物理程序NECP-X,并在此基础上实现了物理-热工-燃料性能分析的多物理耦合模拟计算。基于该程序及其耦合系统,在商用大型压水堆、研究堆和实验堆中进行了验证应用。数值结果表明,NECP-X程序及其耦合系统可准确预测反应堆在运行过程中的关键安全参数随时间的演变情况,如有效增殖因数、功率、温度、应力、间隙宽度等,可为商用大型压水堆、研究堆和研究堆的设计及安全分析提供可靠的工具。

摘要：利用自主开发的确定论数值反应堆物理计算程序NECP-X对VERA(virtual environment for reactor application)9#基准题进行全堆芯精细建模计算,显式描述了堆芯格架、管座、端塞、压紧弹簧及气腔等结构,计算得到了整个寿期中的临界硼质量分数,给出了3维全堆芯棒功率分布、燃料有效温度分布及慢化剂温度分布,并将计算结果与实测值进行了比较。结果表明,整个寿期中临界硼质量分数的计算值与实测值的偏差小于2.5×10^(-5),计算精度较好;在整个寿期内,随着燃耗的加深,堆芯功率分布逐渐展平,燃料有效温度及慢化剂温度的分布逐渐变得均匀,符合物理规律及预期。

摘要：本文系统介绍了"大型先进压水堆及高温气冷堆核电站"国家科技重大专项课题"CAP1400数值反应堆关键技术研究"的主要研究成果。课题首先分别开发了基于确定论方法和蒙特卡罗方法的高保真堆芯物理计算程序,然后开发了pin-by-pin先进子通道分析程序和基于精细网格的燃料棒性能分析程序,以此为基础建立了物理-热工-燃料性能多物理耦合的CAP1400数值反应堆系统。利用国际基准题VERA、AP1000启动物理实验参数对数值反应堆系统进行了验证和确认,并进一步实现了CAP1400大型先进压水堆的启动物理参数、循环模拟分析和部分功率能力分析的示范应用。数值结果表明,所开发的数值反应堆关键分析软件具有很高的计算精度,可直接服务于CAP1400的设计验证、物理启动和运行支持。

摘要：金属冷却快堆作为未来核裂变能发展的主流堆型,在核能发展过程中具有非常重要的战略地位,其堆芯物理、热工、系统、燃料性能及严重事故等关键分析软件对堆芯设计、安全分析和运行维护具有至关重要的作用。本文在广泛调研国内外金属冷却快堆分析软件研发的历史与现状的基础上,梳理了各类软件的特点、关键核心技术和未来发展趋势,并结合我国核能发展规划和快堆相关技术基础,对我国相关软件研发的规划提出了具体的建议。