摘要：基于necp-x程序中已经研发的全局-局部耦合共振计算方法,研究了针对非棒状几何燃料的共振计算方法。首先,采用中子流方法计算真实问题的丹可夫修正因子,以处理全局的空间效应;其次,基于丹可夫修正因子等效获得小规模问题周围慢化剂的几何信息;最后,对于小规模问题燃料区的有效自屏截面的计算采用共振伪核素子群方法。将该方法应用于非棒状几何燃料数值计算,结果表明,该方法在处理非棒状几何燃料栅元的共振计算时,与蒙特卡罗结果程序相比,微观吸收截面偏差不超过1.8%,无限介质增殖因数偏差不超过110 pcm(1 pcm=10-5),具有较高的计算精度;在大规模问题的计算中,基于板状燃料的JRR-3M实验堆全堆在整个燃耗过程有效增殖因数偏差均在300pcm左右,组件功率偏差在整个燃耗过程不超过0.62%。因此,本研究提出的共振计算方法具有较高的正确率和精度。

摘要：鉴于数值反应堆物理计算程序necp-x采用传统的自定义几何处理方法难以处理复杂堆型、六角形排布等堆芯,而构造实体几何(CSG)方法具有处理复杂几何、内存小、通用且易于拓展等优势。本文将CSG应用于necp-x,拓展了necp-x的几何建模能力,并应用于其共振、输运计算中。该方法通过曲面的布尔运算实现几何实体的建模;通过给定有限个参数实现自动网格划分功能;并在此基础上计算特征线信息。数值结果表明,对于各种不同的堆芯几何均可以通过CSG实现精细描述和一步法物理计算;计算结果与蒙特卡洛程序结果相比精度较高。

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：基于BEAVRS2.0.1基准题进行高保真建模,构建了含有193个燃料组件的压水堆和含有21个燃料组件的压水堆堆芯模型。应用确定论一步法程序necp-x和概率论蒙特卡罗程序OpenMC分别对两种模型进行建模,计算热态零功率条件下堆芯的有效增殖因子、组件功率的分布以及各个控制棒组的控制棒价值。对比验证计算结果表明:热态零功率状态下有效增殖因子偏差在1.40×10^(-3)以内,不同控制棒组插入状态下有效增殖因子偏差低于5.9×10^(-4),控制棒价值偏差均在4.9×10^(-4)以内;不同控制棒组情况下堆芯功率分布的平均相对偏差均在0.6%以内。初步验证了两个程序对复杂堆芯精细建模计算的可行性和准确性,对程序的应用及完善具有参考意义。

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：重反射层的应用可提高反应堆中子经济性,其结构和中子吸收特性均与压水堆常规围板/反射层差异较大,因此对核设计程序的计算分析能力提出了新的要求。为分析重反射层建模方案对堆芯中子学计算结果的影响,使用先进中子学程序SCAP-N和确定论堆芯高保真模拟程序necp-x对压水堆重反射层问题进行了高保真模拟,分析了5种反射层建模方案下计算结果的差异,并将高精度计算结果与商用核设计程序系统进行了对比。数值结果表明,重反射层水洞内冷却剂温度变化对计算结果影响较小;相较精确建模方案,重反射层铁水打混建模方案造成的反应性计算偏差在±30 pcm以内、组件相对功率分布计算偏差在±2%以内。

摘要：在二维/一维耦合特征线输运的基础上,研究了控制棒移动的尖齿效应处理方法,包括自适应网格方法和双向均匀化方法。在双向均匀化方法中,通过建立径向通量密度形状因子和轴向通量密度形状因子降低均匀化的误差。在高保真数值反应堆程序necp-x中开发了控制棒移动功能,通过C5G7-TD宏观问题和VERA#5全堆芯基准题对控制棒尖齿效应进行验证。数值结果表明:在计算控制棒价值和堆芯功率上自适应网格方法和双向均匀化方法都有较高的计算精度;通量密度形状因子可以很好地修正双向均匀化所带来的尖齿效应。

摘要：为了避免启动物理试验参数预测值不准确,影响电厂调试启动,可利用数值反应堆对启动物理试验参数进行精准预测。使用CAP1400数值反应堆系统中的蒙特卡罗粒子输运程序JMCT、确定论高保真模拟程序necp-x及先进中子学程序SCAP-N,对CAP1400反应堆首循环堆芯进行建模,开展启动物理试验高保真模拟。数值结果表明,以JMCT程序为参考,necp-x程序与SCAP-N程序对于灰棒组价值的绝对计算偏差在±8×10^(−5)以内,对于黑棒组价值的相对计算偏差在±3%以内,对于黑棒总价值的相对计算偏差在±1%以内,对于组件相对功率分布的相对计算偏差在±2.5%以内,各程序计算结果符合得很好,可有效支撑反应堆的调试启动过程。

摘要：使用蒙特卡罗粒子输运模拟程序JMCT、确定论高保真模拟程序necp-x及先进中子学程序SCAP-N对无硼堆芯设计的小型压水堆进行高精度模拟,给出了启动物理实验、功率运行工况及负荷跟踪工况的高精度模拟结果,开展了小型压水堆无硼堆芯主要物理参数验证和堆芯运行性能评估。数值结果表明,该小型压水堆具备设计寿期内额定的功率输出能力,且堆芯功率展平效果较好;仅依靠控制棒能够实现负荷跟踪过程中的反应性和功率分布控制,具备日负荷跟踪能力。