全隐式龙格库塔法求解点堆动力学方程

强刚性问题时数值求解点堆中子动力学方程组的难点之一。该文用基于高斯-勒让特求积公式节点的全隐式龙格库塔法(简称GLFIRK)求解点堆动力学方程组。该方法是B稳定的,而且计算精度高,对于E级GLFIRK,其计算精度为2E阶。该文在阶跃、线性和正弦等不同反应性加入条件下对点堆动力学方程组进行了计算,计算结果表明,该方法计算精度高、计算速度较快、适应能力较好,可满足一定的工程应用要求。

ADS次临界反应堆的点堆中子动力学方程

加速器驱动的次临界系统(ADS)中的次临界反应堆与临界反应堆相比,中子注量率的空间分布具有严重的不均匀性,同时中子平均能量较高且中子能量变化复杂,中子价值变化大,因而传统的点堆动力学方程不能较为真实地模拟ADS次临界反应堆。本文从含多群中子多组缓发中子先驱核的动力学方程出发,给出其共轭方程。然后利用稳态扩散方程及其共轭方程的共轭关系,推导得出含有归一化功率的动力学方程表达式。进而定义多个特征算子,导出了含有源中子价值的点堆中子动力学方程,并对几种简单情况进行了初步验证,为进一步分析ADS次临界反应堆的动态过程奠定了基础。

基于可视化方法的点堆动力学方程刚性分析

为了更清晰地表现方程的刚性,采用可视化方法对点堆动态方程进行仿真,研究和分析该方程的刚性性质.结果表明,在可视化条件下,能够较为直观地了解点堆动力学方程的刚性性质,有助于更加全面认识和掌握该方程.

细胞神经网络求解点堆的动力学方程

为有效克服点堆中子动力学方程的刚性,准确、快速、稳定地求解方程,同时考虑到缓发中子对堆内中子的影响,采用Simulink建立了三层12×12的细胞神经网络模型,模拟实现1/4均匀裸堆在稳态和插入控制棒两种情况下的中子通量分布,利用二分法求解堆内的有效增殖系数。结果表明,细胞神经网络计算结果正确,能比较准确地预测反应堆中子通量密度。细胞神经网络可用于模拟反应堆堆内中子的动态变化。

反应堆动态方程研究

研究反应堆的动态方程可对反应堆运行中出现的瞬态现象进行预测和分析,为反应堆的安全和控制提供必要的输入数据。在铍作侧反射层的反应堆中,未到过反射层的中子与到过反射层的中子相比,寿命相差了几个数量级,采用点堆动力学方程可能会引起较大误差。本文提出采用两点模型动力学方程来对反应堆的动态特性进行深入分析。通过对美国SPACE-R反应堆的点堆动力学方程和两点动力学方程的分析结果进行比较,得出了两种方程的适用条件。

系统瞬态分析程序中子学模块点堆求解验证

系统瞬态分析程序是用于示范快堆设计的工具软件之一,由中国原子能科学研究院自主开发,中子学模块是此程序中用于计算反应堆功率的模块。为了确保软件计算的正确性,需要对其进行验证与确认(V&V),本文对中子学模块求解点堆计算功率的结果进行了验证,是整个程序V&V工作中的一个部分。结果显示,在不同的条件下,中子学模块计算的结果与多种数值方法符合较好,满足程序计算的需求。

零功率反应堆传递函数的实验测量

为研究零功率反应堆的传递函数,先以点堆动态方程为出发点,推导零功率反应堆对外加反应性扰动输入响应的传递函数理论表达式。然后,对外加反应性扰动为三角波时进行傅里叶分析,得到传递函数与输入频率及反应性之间的关系。最后,选取DF-Ⅵ快中子临界装置进行验证实验。在测量了扰动的反应性后,给出确定频率的外加扰动为三角波时的传递函数实验值,实验值与传递函数的理论计算值相符合,证实了零功率反应堆传递函数的理论表达式是正确的,反之,也可从已知的传递函数求出扰动的反应性。

六组点堆中子动力学方程组的同伦分析解

鉴于目前六组点堆中子动力学方程仍然无法获得解析解,本文尝试将同伦分析方法应用于六组缓发中子动力方程组的求解,获得了它的级数解析解,并对级数解析解算法的有效性进行了检验.结果表明,该级数解析解算法从计算时间和精度上都能达到工程应用的要求,可适宜于反应堆中子动力学控制的设计分析和仿真计算.

解析法分析适用于熔盐堆的点堆动力学方程

点堆动力学方程可反映出堆芯中子密度随时间的变化关系,但传统的点堆动力学方程不适用于熔盐堆。这是由于熔盐堆的燃料具有流动性,堆芯产生的缓发中子先驱核随熔盐的流动会影响堆芯中子平衡。本文采用修正的点堆动力学方程,推导出该方程的解析解。利用数值方法对解析解进行验证,结果显示解析解和数值解基本一致。根据解析解推导出熔盐堆周期的表达式,并用数值解进行验证,二者结果基本相符。

摇摆运动下单相自然循环核热耦合特性研究

采用考虑6组缓发中子的点堆中子动力学模型,开发了核反馈模拟模块,并将之与摇摆条件下单相自然循环热工水力计算模型进行合并,基于Matlab软件编制了相应的计算程序,实现了摇摆条件下单相自然循环核热耦合的模拟计算。计算结果表明:摇摆条件下,与不考虑核反馈相比,考虑核反馈后核热耦合效应使系统流量降低,系统功率产生波动;系统功率的平均值随摇摆频率及振幅的增大而降低,而系统功率的振幅则随摇摆周期及振幅的增大而增大。核热耦合效应使燃料元件温度的波动振幅减小,起到了抑制燃料温度波动的作用。