弥散燃料和毒物颗粒的分层燃耗的多尺度耦合方法及装置与流程

技术特征：
1.一种弥散燃料和毒物颗粒的分层燃耗的多尺度耦合方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、根据棒束栅元模型的几何参数，构建微观精细模型；其中，微观精细模型中包括毒物颗粒球、燃料颗粒和sic基体；s2、对所述微观精细模型进行中子输运计算，获得所述微观精细模型的有效增值因子；s3、根据所述有效增值因子将所述毒物颗粒球与所述sic基体进行混合，获得与所述微观精细模型的反应性相同的微观等效均匀模型，以及毒物颗粒球的有效份额；s4、将棒束栅元模型作为一个宏观模型，根据有效份额将燃料棒中的所述毒物颗粒球和所述sic基体进行混合，获取燃料棒的有效增殖因子和平均通量；s5、根据所述有效增殖因子和所述平均通量做燃耗计算，获得所述燃料颗粒的新核子密度n；s6、在微观精细模型中，根据所述平均通量做燃耗计算，获得所述毒物颗粒球的新核子密度n；s7、将新核子密度n和新核子密度n返回步骤s1，并执行步骤s1
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s6，以实现多尺度耦合的燃耗计算。2.根据权利要求1所述的一种弥散燃料和毒物颗粒的分层燃耗的多尺度耦合方法，其特征在于，所述微观精细模型还包括包壳层和慢化剂层；所述毒物颗粒球、所述燃料颗粒、所述sic基体、所述包壳层以及所述慢化剂层各球层的尺寸均按照宏观中燃料棒束栅元的各个部分的体积比例设置，各球层的材料属性与宏观栅元一致。3.根据权利要求1所述的一种弥散燃料和毒物颗粒的分层燃耗的多尺度耦合方法，其特征在于，在微观精细模型中，所述毒物颗粒球是作为一个单一的几何结构出现，无需进行双重异质性处理；所述燃料颗粒弥散在所述sic基体中，需要进行双重异质性处理；所述对所述微观精细模型进行中子输运计算，获得有效增值因子，包括：采用碰撞概率法对具有双重异质性的所述微观精细模型进行中子输运计算，获得所述微观精细模型的有效增值因子。4.根据权利要求1所述的一种弥散燃料和毒物颗粒的分层燃耗的多尺度耦合方法，其特征在于，所述反应性相同指的是所述微观精细模型与所述微观等效均匀模型对应的有效增殖因子相等。5.根据权利要求4所述的一种弥散燃料和毒物颗粒的分层燃耗的多尺度耦合方法，其特征在于，通过以下步骤使所述微观精细模型与所述微观等效均匀模型对应的有效增殖因子相等：将所述毒物颗粒球均匀混入所述sic基体中，调整所述sic基体的核子密度，以保持所述sic基体的总量不变；通过调整毒物颗粒球的有效平均核子密度，以使所述微观等效均匀模型的有效增殖因子等于所述微观精细模型的有效增殖因子；其中，通过调整获得的有效平均核子密度作为毒物颗粒球的有效份额。6.根据权利要求1所述的一种弥散燃料和毒物颗粒的分层燃耗的多尺度耦合方法，其特征在于，所述获取燃料棒的有效增殖因子和平均通量，包括：
调用中子物理分析的栅元程序，采用碰撞概率法，对整个棒束栅元进行中子输运计算，获得燃料棒的有效增殖因子和平均通量。7.根据权利要求1所述的一种弥散燃料和毒物颗粒的分层燃耗的多尺度耦合方法，其特征在于，所述毒物颗粒球被划分为10层。8.根据权利要求1所述的一种弥散燃料和毒物颗粒的分层燃耗的多尺度耦合方法，其特征在于，在所述微观等效均匀模型中，所述包壳层以及所述慢化剂层保持不变。9.根据权利要求1所述的一种弥散燃料和毒物颗粒的分层燃耗的多尺度耦合方法，其特征在于，所述慢化剂层的压水堆中采用轻水。10.一种弥散燃料和毒物颗粒的分层燃耗的多尺度耦合装置，其特征在于，包括：至少一个处理器；至少一个存储器，用于存储至少一个程序；当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现权利要求1
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9任一项所述方法。

技术总结
本发明公开了一种弥散燃料和毒物颗粒的分层燃耗的多尺度耦合方法及装置，其中方法包括：根据棒束栅元模型的几何参数，构建微观精细模型；对微观精细模型进行中子输运计算，获得其有效增值因子；根据有效增值因子将毒物颗粒球与SiC基体进行混合，获得微观等效均匀模型，以及毒物颗粒球的有效份额；将棒束栅元模型作为一个宏观模型，根据有效份额将燃料棒中的毒物颗粒球和SiC基体进行混合，获取燃料棒的有效增殖因子和平均通量；根据有效增殖因子和平均通量做燃耗计算，统计N、n、φ等重要燃耗数据，实现多尺度耦合的燃耗计算。本发明根据微观等效均匀模型对宏观的棒束栅元模型进行混合处理，提高了计算效率，可广泛应用于核工程领域。程领域。程领域。


技术研发人员：蔡杰进 李学仲 陈智奇 李杰聪
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：2021.09.17
技术公布日：2022/1/3