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期刊信息/Journal information
核动力工程
核动力工程

罗琦

双月刊

0258-0926

jnpe@npic.ac.cn

028-85903890 85903009；85903893

610041

成都市436信箱32分箱

核动力工程/Journal Nuclear Power EngineeringCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是经国家科委批准，于1980年2月创刊的正式科技期刊，是中国核学会能动力学会的学报，由中国核动力研究设计院主办，原子能出版社出版，国内外公开发行。本刊综合介绍国内外核动力科学技术在理论研究、实验技术、工程设计、运行维修、安全防护、设备研制等方面的最新成果和发展动态，促进国内外学术交流，加快我国核动力事业的发展，为现代化建设服务。主要读者对象为：从事核能技术研究开发工作的工程技术人员：大专院校的师生，以及关心核能事业发展的有关人员。
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    基于VSOP的球床式高温气冷堆随机倒料初步研究

    邬鸿伟夏冰佘顶李富...
    1-6页
    查看更多>>摘要：球床式高温气冷堆(简称球床堆)具有连续在线换料的特点,燃料球在球床堆堆芯中缓慢流动,使用物理热工计算程序VSOP采用近似、平均的倒料方式模拟此过程,但在一定程度上抹除了球流运动的随机性.本文基于VSOP程序改进了球床堆堆芯倒料模型,提出随机倒料方法,研究了卸料合并平均效应的影响.结果表明,随机倒料能够提供更精细的卸料燃耗深度分布,卸料平均效应会导致燃耗峰展宽重叠.

    球床式高温气冷堆VSOP程序随机倒料卸料平均效应卸料燃耗深度分布

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    基于算符分裂、Picard和JFNK统一耦合框架COME求解不同核反应堆模型的研究

    周夏峰钟昌明张杨奕章运山...
    7-18页
    查看更多>>摘要：核反应堆多物理场多尺度耦合研究是核能领域研究的难点和热点,尤其是针对核反应堆具有温度、功率、密度等物理量变化剧烈、耦合工况复杂的庞大多维、强非线性耦合系统,目前的耦合计算程序时常存在收敛慢甚至不收敛等问题,这给新一代耦合计算程序开发带来诸多挑战和困难.近年来华中科技大学虚拟反应堆耦合分析实验室基于算符分裂、Picard迭代和JFNK等多种耦合方法,初步开发了统一耦合计算框架COME.本文首先详细分析了COME中的耦合方法、总体框架和通用接口等主要特点,之后基于COME分别求解了核反应堆中子输运/扩散模型、堆芯热工子通道耦合模型、系统分析程序两相流耦合模型以及复杂物理热工耦合模型等多个耦合问题,并对比不同耦合方法的收敛性和计算效率等,为提高真实复杂多物理耦合程序的计算稳定性和收敛特性提供方法指导和开发建议.

    多物理场耦合算符分裂Picard迭代JFNK方法耦合框架

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    广谱系组件计算程序开发

    张晋超张乾赵强邹航...
    19-25页
    查看更多>>摘要：为解决先进组件设计中存在的多样几何设计问题和使用慢化材料引入的复杂能谱问题,以进一步提升组件程序设计能力,本文基于非结构网格,设计了基于2164群结构的子群共振计算与特征线输运计算的组合策略,并完成了程序开发.程序应用了高效多核素共振干涉方法、散射源移位算法和千群级别的图形处理器(GPU)特征线并行方案以保证计算效率.对不同能谱、不同几何特征的先进组件设计的验证结果表明:与蒙特卡洛基准解相比,对于快谱组件问题,特征值偏差均低于72pcm(1pcm=10 5);对于含慢化材料的快谱组件问题,特征值偏差均低于132pcm.因此,本文设计的计算方案能够处理具有复杂几何和复杂能谱的组件问题.

    广谱组件计算共振计算特征线方法(MOC)图形处理器(GPU)

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    非结构网格变分节块法在氦氙冷却小型反应堆中的应用

    孙启政刘晓晶张滕飞
    26-31页
    查看更多>>摘要：先进小型反应堆设计方案具有复杂的几何结构和较强的中子泄漏特征.为更准确地对复杂几何的先进小型反应堆设计的中子学特性进行分析,本研究提出了一种基于离散纵标(SN)的非结构网格变分节块法(UVNM-SN).UVNM-SN从二阶偶对称输运方程的泛函形式出发,在空间上采用任意三角形非结构网格以及坐标变换技术,角度上则采用SN将原方程进行解耦;选取了氦氙(He-Xe)冷却小型反应堆SIMONS作为分析对象,验证了UVNM-SN在实际应用对象中的性能.计算结果表明,UVNM-SN在复杂几何的非均匀问题中具有良好的几何适应性以及计算精度,可为先进反应堆数值模拟提供新的计算思路.

    变分节块法(VNM)非结构网格氦氙冷却小型反应堆离散纵标(SN)

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    长寿期小型铅基快堆反应性控制研究

    金鑫王立鹏郭辉陈立新...
    32-39页
    查看更多>>摘要：长寿期小型铅基快堆寿期燃耗反应性损失较大,需要建立有效的反应性补偿手段.小型堆紧凑的堆芯布置制约了控制棒系统的设计,且过高的控制棒价值会带来堆芯安全隐患.本研究针对自主设计的长寿期小型铅基快堆LFR-180(寿期反应性波动为6681pcm,1pcm=10-5)开展反应性控制研究,探索基于可燃毒物实现反应性控制的方案,并进行事故瞬态安全特性分析.结果表明,以ZrH1.6为慢化剂,B4C为可燃毒物,在组件内联合布置,可将LFR-180寿期内反应性波动降低到575pcm.同时,该反应性控制方案显著提高了堆芯在控制棒意外提出(CRW)事故下堆芯的温度安全裕量,并保证了无保护一回路失流(ULOF)和无保护失热阱(ULOHS)事故下堆芯安全.本研究建立的可燃毒物控制方案能够应用于长寿期小型铅基快堆的反应性补偿.

    小型铅基快堆反应性控制可燃毒物安全特性分析

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    压水堆轴向氙振荡监测与控制技术研究

    费敬然毕光文杨波杨伟焱...
    40-44页
    查看更多>>摘要：三代非能动先进压水堆(CAP 1000/CAP1400)核电厂的控制棒系统处于手动控制模式时,需要给运行人员提供实时、准确、易读的堆芯氙分布变化信息,以支持其合理决策,执行恰当的操作.本文基于CAP1000反应堆的中子物理模型,研究了氙振荡监测方法,在三代非能动先进压水堆堆芯在线监测系统中开发了氙模式图功能,可以有效监测与控制轴向氙振荡的发展.该方案具有一定的适用性,可以推广应用至其他类型压水堆核电厂.

    氙振荡轴向氙偏差氙模式图堆芯在线监测CAP1000

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    六角形组件压水堆环境效应处理方法研究

    张程万承辉
    45-52页
    查看更多>>摘要：针对六角形组件压水堆,提出一种改进多组件均匀化方法,以降低燃料组件环境效应对两步法计算精度的影响,并从燃耗深度这一状态变量出发,开展了敏感性分析,拓展了该方法的实用性.该方法通过构建多组件模型近似获取毗邻反射层燃料组件的真实堆芯能谱,采用非均匀修正因子减少由于环境效应对单组件全反射边界模型少群常数计算的偏差,同时仅对传统两步法计算策略进行微调,对整体程序框架影响较小.计算结果表明,该方法可有效改善传统两步法的计算精度,特征值偏差由-341pcm(1pcm=10-5)降低至-111pcm,组件功率均方根偏差也由2.28％减小到1.38％.

    六角形组件压水堆环境效应改进多组件均匀化NECP-Bamboo-H

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    基于任意四边形网格和保角变换的中子扩散求解方法研究

    郭林万承辉吴宏春
    53-61页
    查看更多>>摘要：为解决传统"横平竖直"的节块网格难以处理压水堆燃料组件弯曲导致的节块网格变形问题,本文根据非线性迭代中子扩散求解思路,开展了基于任意四边形网格和保角变换的中子扩散求解方法研究.采用任意四边形网格刻画燃料组件弯曲导致的节块网格变形现象,建立基于任意四边形网格的全局粗网差分有限方程;采用保角变换将任意四边形变换为矩形,建立基于保角变换的局部两节块展开方程.基于二维mini-core堆芯和华龙一号堆芯构造弯曲算例的计算结果表明:本文所提方法计算弯曲算例的堆芯有效增殖系数(keff)和功率分布结果与NECP-MCX参考解符合较好.因此,本文提出的方法能够较为准确地模拟燃料组件弯曲现象.

    任意四边形网格保角变换中子扩散华龙一号

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    基于非均匀谱修正方法的熔盐堆少群截面计算

    戴明张奥程懋松
    62-70页
    查看更多>>摘要：针对熔盐堆高泄漏及强异质性特点,基于特征线方法(MOC)的全堆输运计算适用于熔盐堆临界计算.为权衡计算效率及精度,提出非均匀谱修正(nSM)方法为MOC全堆计算提供少群截面.该方法是一种嵌入式泄漏修正方法,即利用少群MOC全堆计算反馈的泄漏参数进行多群能谱计算,然后在线更新全堆计算的少群截面.针对熔盐实验堆(MSRE)二维全堆基准题,与蒙卡程序OpenMC连续能量计算结果对比,非均匀谱修正方法计算的Keff偏差小于0.25％,全堆最大裂变率偏差为2.6％,位于相对裂变率仅0.04的堆容器节块,其计算结果明显优于使用组件计算能谱并群截面方案结果.计算分析表明,引入近似的非均匀谱修正方法具有较好精度,且能显著提高计算效率,是一种能为熔盐堆MOC全堆计算提供少群截面的可行方法.

    非均匀谱修正熔盐堆特征线方法(MOC)全堆输运计算少群截面加工

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    空间核反应堆动力学冲击引起的反应性变化研究

    王立鹏曹璐李锐刘仕倡...
    71-77页
    查看更多>>摘要：精确计算撞击引入的反应性变化是微型反应堆设计和安全分析中亟待解决的关键问题.本文基于非结构网格蒙特卡罗的中子输运与显式有限元动力学仿真理论,研究在动力学冲击这种大变形条件下的微型反应堆的多物理耦合计算,以85棒束的NaK冷却的空间核反应堆为例,分析了垂直和45°倾角撞击地面过程中的反应性随时间的变化规律.结果表明,在不考虑流体和燃料均匀密度变化条件下,垂直撞击引起的有效增殖系数keff增加约8％,45°撞击引起的keff增加约3％,与文献结果符合较好;而在燃料非均匀密度变化条件下的2种场景keff增加分别提升约10％和20％.上述研究将为空间核反应堆发射的临界安全分析奠定重要的理论基础.

    微型反应堆动力学冲击大变形临界特性多物理耦合

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