西北核技術研究所胡田亮獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉西北核技術研究所申請的專利快譜小型核反應堆堆芯瞬態多物理場耦合方法及計算機程序產品獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN116305921B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-15發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202310251635.8,技術領域涉及:G06F30/20;該發明授權快譜小型核反應堆堆芯瞬態多物理場耦合方法及計算機程序產品是由胡田亮;姜奪玉;李達;王立鵬;張信一;曹璐;蘇春磊;陳立新設計研發完成,并于2023-03-15向國家知識產權局提交的專利申請。
本快譜小型核反應堆堆芯瞬態多物理場耦合方法及計算機程序產品在說明書摘要公布了:本發明涉及一種快譜小型核反應堆堆芯瞬態多物理場耦合方法及計算機程序產品,以解決現有核反應堆瞬態分析考慮因素單一,結果可信度低,無法實現精確、全面評估的技術問題。該方法包括:1、構建核反應堆堆芯的中子微觀截面數據庫;構建中子輸運動力學、熱工水力及力學計算網格模型;設置熱工水力計算和力學計算的物性參數;2、設定預設總模擬時間,并確定計算的初始條件和邊界條件;3、時間步進,更新當前時間;計算當前時間下堆芯的功率密度分布、溫度分布、密度分布及堆芯和反射層計算網格的各個節點位移,進行迭代,直至滿足收斂限值,判斷是否為最終時間,若是,則計算結束;若否,則繼續時間步進,直至計算結束。
本發明授權快譜小型核反應堆堆芯瞬態多物理場耦合方法及計算機程序產品在權利要求書中公布了:1.一種快譜小型核反應堆堆芯瞬態多物理場耦合方法,其特征在于,包括以下步驟: S1、構建核反應堆堆芯的中子微觀截面數據庫; 同時,構建中子輸運動力學計算網格模型、熱工水力計算網格模型及力學計算網格模型;定義中子輸運動力學計算網格模型為初始中子輸運動力學計算網格,熱工水力計算網格模型為初始熱工水力計算網格,力學計算網格模型為初始力學計算網格; 同時,基于反應堆堆芯的材料設置熱工水力計算的物性參數及力學計算的物性參數; S2、設定預設總模擬時間,并根據反應堆初始時間運行狀態確定計算的初始條件和邊界條件;所述初始條件包括初始溫度分布、初始密度分布及初始節點位移分布; S3、時間步進,更新當前時間;基于步驟S1中的中子微觀截面數據庫、中子輸運動力學計算網格模型、熱工水力計算網格模型、力學計算網格模型、熱工水力計算的物性參數及力學計算的物性參數,計算當前時間下堆芯的功率密度分布、溫度分布、密度分布及堆芯和反射層計算網格的各個節點位移,并進行迭代,直至堆芯的功率密度分布、溫度分布、密度分布及堆芯和反射層計算網格的各個節點位移滿足設定的收斂限值,則判斷是否達到預設總模擬時間的最終時間;若已到達設定的最終時間,則計算結束;若未到達最終時間,則繼續時間步進,更新當前時間,直至到達設定的最終時間,計算結束,獲得預設總模擬時間內核反應堆堆芯的瞬態特性; 步驟S3具體為: S3.1、獲取歷史溫度分布,歷史溫度為所述初始溫度分布;獲取歷史密度分布,歷史密度分布為所述初始密度分布;獲取歷史網格,歷史網格為所述初始中子輸運動力學計算網格和初始熱工水力計算網格;獲取歷史節點位移分布,歷史節點位移分布為所述初始節點位移分布; S3.2、執行第一循環體系,直至滿足第一結束條件; 所述第一循環體系包括: A1、時間步進,獲取當前時間; A2、執行第二循環體系,直至滿足第二結束條件; A3、判斷是否執行下一時間步; 所述第一結束條件為:判斷當前時間是否為預設總模擬時間的最終時間,若是,則計算結束;若否,則返回步驟A1,直至計算結束,獲得預設總模擬時間內核反應堆堆芯的瞬態特性; 所述第二循環體系包括: B1、基于步驟S1的中子微觀截面數據庫,根據燃料和反射層的歷史溫度分布和歷史密度分布,采用雙線性插值方法計算,獲得各個核素的當前微觀反應截面; 根據歷史密度分布和歷史節點位移分布,獲得當前核子密度; 根據各個核素的當前微觀反應截面和當前核子密度計算燃料和反射層對應材料的中子宏觀反應截面; B2、根據步驟B1獲得的燃料和反射層對應材料的中子宏觀反應截面和歷史網格中對應的中子輸運動力學計算網格,進行中子輸運動力學計算,獲得堆芯功率密度分布; B3、根據步驟B2獲得的堆芯功率密度分布采用插值法計算得到對應熱工水力計算所需的熱源項Q; B4、根據步驟B2獲得的堆芯功率密度分布、步驟B3獲得的熱源項Q及歷史網格中對應的熱工水力計算網格,基于熱工水力計算的物性參數,對堆芯內燃料和反射層進行熱工水力計算,獲得堆芯的當前溫度分布、當前密度分布和當前壓力分布;所述當前溫度分布和當前密度分布分別更新為下一輪迭代的歷史溫度分布和歷史密度分布; B5、根據步驟B4中堆芯的當前溫度分布、當前壓力分布、當前外力載荷及初始力學計算網格,并基于力學計算的物性參數;開展堆芯和反射層的力學計算,得到堆芯和反射層在計算網格上的當前節點位移,并更新為下一輪迭代的歷史節點位移,通過更新后的歷史節點位移獲得下一輪迭代的歷史網格; 所述第二結束條件為:判斷當前時間下,堆芯的功率密度分布、溫度分布、密度分布和節點位移是否收斂;若未滿足設定的收斂限值,則返回步驟B1,直至滿足設定的收斂限值;若滿足設定的收斂限值,則執行步驟A3。
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