基于非线性迭代的反应堆三维堆芯实时数值模拟

为了提高两群三维中子时空扩散方程的求解精度与速度,基于非线性迭代策略的瞬态求解方法被应用于反应堆堆芯的实时数值模拟过程中。中子通量密度与功率的瞬态空间分布应用粗网有限差分法(Coarse Mesh Finite Difference Method,CMFD)来实时求解;应用节块展开法(Nodal Expansion Method,NEM)来计算耦合修正因子;非线性迭代法(Nonlinear Iteration Method,NIM)利用耦合修正因子来实时校正CMFD的耦合系数;采用动态群参数校正方法来降低控制棒尖端效应。开发了反应堆三维堆芯实时数值模拟程序,利用典型基准算例进行了实时仿真验证。结果表明:NIM融合了NEM精度高与CMFD速度快的优点,可以有效地解决核电站全范围仿真机开发过程中,反应堆三维堆芯瞬态仿真模型的高精度与实时性兼顾的问题;动态群参数校正方法可以有效降低控制棒尖端效应,验证过程中对不同的网格划分、不同的迭代收敛准则进行了性能测试与敏感性分析,对其合理选择提出了建议。

非线性迭代法在反应堆功率分布实时仿真中的应用

在核电厂全范围仿真机开发过程中,针对反应堆功率三维分布计算的高精度与实时性难以兼顾问题,采用非线性迭代法(NIM)作为迭代策略,利用节块展开法(NEM)计算耦合修正因子,用以校正粗网有限差分法(CMFD),并编制了相应的计算程序。经过典型基准算例的仿真检验证实,NEM计算精度高,适用于以长时间步距来计算耦合修正因子;CMFD计算速度快,适用于以短时间步距实时计算功率分布。NIM融合2种方法的优点,应用于反应堆堆芯实时计算,既可以达到相应精度,又可以达到实时性好的特点,最终结果满足核电厂仿真机反应堆模型对实时性与高精度的要求。