摘要：反应堆运行孪生在反应堆运行过程中为反应堆提供实时的参数和物理场估计,为后续相关安全参数计算提供输入。反问题求解是反应堆运行孪生的核心模块,是确保运行孪生参数和物理场估计的实时性和准确性的关键。当前的运行孪生反问题求解方法依赖于初始参数的估计,其估计精度直接决定数字孪生的精度。为了提高运行孪生反问题求解精度和计算效率,本文提出了“全局-局部”搜索(GLS)的反问题求解方法。对基于华龙一号构建的反应堆运行孪生进行了测试,考察了观测量无噪声和有噪声时反问题求解的精度和计算效率。结果表明,此方法可为反应堆运行孪生提供实时准确的参数和物理场估计,为工程实践打下了基础。

摘要：以Cr涂层的耐事故燃料(ATF)组件为研究对象,基于现役核电厂18个月的换料需求,从堆芯燃料管理方案层面评价Cr涂层ATF组件对核电厂的经济性影响;同时,设计2种不同的燃料管理方案对采用Cr涂层ATF组件的堆芯进行经济性优化方向的探索,一种思路是基于"经济性补偿"方向,即将优化目标设定为补偿由于采用ATF组件导致的经济性下降;另一种思路是基于"经济性提高"方向,即将优化目标设定为提高采用ATF组件的整体经济性。分析结果表明,以"经济性补偿"为目标的优化方案不易实现,但在乏燃料贮存、转运、后处理等方面会带来经济性提升;而以"经济性提高"为目标的优化方案虽然可以大幅提高堆芯单循环经济性,但会影响参考核电厂18个月换料周期以及长远的发电计划。

摘要：2011年的福岛核电厂事故堆芯熔化,发生氢爆,导致大量放射性物质外泄至大气及太平洋中,促使核能的安全利用问题受到广泛关注,大量的研究投入进入该领域,促使了ATF燃料(Accident Tolerant Fuel)概念的确立,并被广大研究人员了解并重视。ATF旨在提高燃料在事故工况下的可靠性与安全特性,减少事故工况下燃料失效概率及产氢量,同时在正常运行工况下保持其良好的运行特性。本文主要介绍了美国、法国及韩国等国家近几年的ATF研发方向及进展,以及它们最具特色的ATF燃料芯块及包壳。

摘要：压水堆堆芯中子学计算中,扩散系数对堆芯Pin-by-pin计算结果有着重要的影响。本文对扩散系数的计算方法进行了研究,基于菲克定律,研究了三种不同的扩散系数归并方法。基于KAIST基准题分析比较了不同少群扩散系数的求解方法对堆芯Pin-by-pin计算精度的影响,计算结果表明,采用以栅元总泄漏率守恒原则归并得到少群扩散系数的方法能兼顾特征值与棒功率的计算精度,拥有更好的计算效果。

摘要：本文研究了广义等效均匀化方法在压水堆堆芯Pin-by-pin计算中的理论模型,针对矩形指数函数展开扩散方法和矩形指数函数展开简化球谐函数(SP3)方法推导了零阶不连续因子和二阶不连续因子的计算公式,通过SP3方程形式构造伪固定源问题解决了高阶输运方程无法提供SP3方程中二阶中子通量密度的问题。数值结果表明,广义等效均匀化方法能有效提高压水堆堆芯Pin-by-pin计算的计算精度。

摘要：田湾VVER-1000反应堆控制棒的初始设计寿命为10年。通过开展必要的论证工作,将控制棒的使用寿命延长至15年,可以在很大程度上降低控制棒的采购成本和提高经济性。本文从中子物理学的角度对控制棒延寿至15年的可行性进行了分析评价。分别从控制棒的钛酸镝吸收体中子注量、碳化硼吸收体的10B燃耗份额、下部端塞快中子注量以及控制棒组的反应性价值变化这四个方面,进行了详细的计算分析。结果表明,田湾VVER-1000反应堆控制棒组件在反应堆上使用15年后,中子物理特性仍然满足其初始设计的相关技术要求。