本文選題：快堆　切入點(diǎn)：熱工水力　出處：《華北電力大學(xué)(北京)》2017年博士論文

【摘要】：為了精確把握堆芯三維動(dòng)態(tài)特性及核反應(yīng)堆系統(tǒng)瞬態(tài)工況下的安全特性,十分必要采用三維中子物理程序與熱工水力學(xué)程序耦合計(jì)算的方式,對(duì)快堆的核熱耦合作用較為劇烈、功率分布變化明顯的瞬態(tài)過程進(jìn)行分析。本文主要研究了基于三維核熱耦合的液態(tài)金屬冷卻快堆系統(tǒng)分析技術(shù),其中包括快堆系統(tǒng)分析技術(shù)、三維中子動(dòng)力學(xué)方程的求解技術(shù)和快堆三維中子物理與熱工水力耦合技術(shù)。在這些技術(shù)的基礎(chǔ)上,分別開發(fā)了快堆系統(tǒng)分析程序、三維中子物理程序和快堆三維核熱耦合程序。首先,本文研究了快堆系統(tǒng)分析技術(shù)。對(duì)適用于快堆系統(tǒng)分析的物理模型進(jìn)行研究,開發(fā)出了適用于鈉冷快堆的系統(tǒng)分析程序。研究了適用于鉛冷快堆的冷卻劑物性參數(shù)、流動(dòng)換熱關(guān)系式,并且在鈉冷快堆系統(tǒng)分析程序現(xiàn)有模型的基礎(chǔ)上,通過整合相關(guān)模型和數(shù)值計(jì)算方法,開發(fā)出了適用于鉛冷快堆的系統(tǒng)分析程序。利用鈉冷快堆系統(tǒng)分析程序?qū)γ绹?guó)EBR-II快堆的無(wú)保護(hù)失流事故和無(wú)保護(hù)失熱阱事故進(jìn)行計(jì)算分析,計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)符合較好,驗(yàn)證了程序的有效性和EBR-II快堆的固有安全性。之后,利用鉛冷快堆系統(tǒng)分析程序?qū)VBR 75/100的穩(wěn)態(tài)工況、升降功率工況和事故工況進(jìn)行計(jì)算分析,驗(yàn)證了程序的有效性。其次,本文研究了三維中子動(dòng)力學(xué)方程的求解技術(shù)。提出了高階節(jié)塊展開法,用于求解六角形坐標(biāo)系下的三維中子擴(kuò)散方程,提高了空間離散的計(jì)算精度。之后,采用對(duì)角隱式龍格庫(kù)塔法作為求解六角形坐標(biāo)系下中子動(dòng)力學(xué)方程的時(shí)間離散方法,提高了時(shí)間離散的計(jì)算精度。在此方法的基礎(chǔ)上,分別開發(fā)了三維穩(wěn)態(tài)中子物理程序和三維中子動(dòng)力學(xué)程序,并利用相應(yīng)的穩(wěn)態(tài)基準(zhǔn)題和瞬態(tài)基準(zhǔn)題驗(yàn)證了程序的準(zhǔn)確性。最后,研究了快堆三維中子物理與熱工水力耦合技術(shù),其中包括適用于快堆的穩(wěn)態(tài)核熱耦合技術(shù)和瞬態(tài)核熱耦合技術(shù)。在穩(wěn)態(tài)耦合方法中,系統(tǒng)分析程序和中子物理程序依次計(jì)算并且互相傳遞數(shù)據(jù),通過多次迭代計(jì)算得到三維功率分布和熱工水力參數(shù)。在瞬態(tài)耦合方法中,耦合形式選擇一次通過式的內(nèi)耦合,物理與熱工水力計(jì)算不進(jìn)行迭代。在時(shí)間離散方面,本文研究了一種改進(jìn)的半隱式耦合格式。在時(shí)間步進(jìn)控制方面,采用多級(jí)時(shí)間步長(zhǎng)策略,中子物理程序和熱工水力程序采用不同的時(shí)間步長(zhǎng)�；诒疚难芯康暮藷狁詈戏椒�,采用模塊化耦合的方式實(shí)現(xiàn)三維中子物理程序與快堆系統(tǒng)分析程序的耦合,開發(fā)出快堆三維核熱耦合系統(tǒng)分析程序。利用VVER440基準(zhǔn)題對(duì)核熱耦合機(jī)理進(jìn)行了驗(yàn)證,計(jì)算結(jié)果與參考解符合的較好,驗(yàn)證了核熱耦合方法的有效性和三維瞬態(tài)物理程序的準(zhǔn)確性。然后,利用所開發(fā)的程序?qū)NR控制棒失控提出事故進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算結(jié)果與參考解符合較好,驗(yàn)證了程序的有效性。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TL433

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1673248