基于CRAM方法的快堆燃耗计算研究

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:victim1031
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随着第四代先进核能系统的提出,快堆因其固有的安全性、可增殖的核燃料以及可嬗变核废物中的长寿命核素的优点在第四代先进核能系统中占据了一席之地,新型快堆的研究也成为了一个重要方向。本论文在已有的快堆三维六角形节块法程序HEXA3D的基础上,首先针对径向泄漏项缺失问题,进行了轴向通量高阶拟合改进,将扩散计算的精度进一步提高。另外在HEXA3D的三维六分之一堆芯建模的基础上补充了三维全堆建模功能,将程序的应用范围扩展到可以进行非对称建模的快堆计算。最后将快堆燃耗计算模块FCAC与堆芯扩散计算模块HEXA3D进行耦合,实现了快堆长燃耗步的连续计算。在燃耗计算模块,首先根据快堆燃耗特点,忽略在快堆中截面较低的反应链,选取了适用于快堆的燃耗链并制作了包含燃耗链和裂变产物的燃耗输入卡。之后根据堆芯稳态计算出的各个节块的通量分布以及节块内各核素的微观截面计算出燃耗矩阵,利用切比雪夫有理近似方法,即CRAM方法处理燃耗矩阵。近似阶数上选取了 14阶PFD方案进行计算,燃耗步长选取为100天。对于燃耗结果的修正方法,选取了经典的基于原子核密度的预估校正方法对燃耗计算结果进行改进。在此基础上,通过国际铅基快堆RBEC-M基准题进行验证。使用NJOY处理ENDF/B-Ⅶ.1的评价核数据库得到的33群问题相关的MATXS格式的截面,经由实验室自主开发的截面处理软件MGGC读取并处理NJOY生成的MATXS截面,每个区均采用5种集总伪裂变产物,每种集总伪裂变产物考虑了 1 94种裂变产物,最终得到问题相关的ISOTXS截面。计算结果与使用相同截面库的DIF3D计算结果对比,经过验证全堆计算功能可以正确实现,RBEC-M基准题在相同截面库条件下与六分之一建模结果仅相差25pcm,与DIF3D的计算结果相差200pcm以内,堆芯功率分布的最大偏差在5%以内,900天内的燃耗计算结果趋势与REBUS计算的趋势吻合。由此可以得出结论,自主开发的耦合六角形节块法的快堆堆芯燃耗程序FCAC耦合了快堆六角形节块法进行扩散计算,可以输出长燃耗步下快堆燃耗结果,具有计算精度高,适用范围广的优点。未来可以针对燃耗模块进行改进以适应更多工况。
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