基于区域分解的CTF全堆子通道热工计算研究

摘要

CTF(Coolant Boiling in Rod Arrays-Two Fluid)是由CASL(The Consortium for Advanced Simulation of Light WaterReactors)和PSU(宾夕法尼亚州立大学)联合开发的新一代子通道热工水力分析程序.该程序采用两流体三流场模型,可对反应堆全堆以及组件进行快速、精细的稳态及瞬态分析.CTF采用了区域分解的并行计算技术,有效地解决了计算效率和内存消耗的瓶颈.MIT_BEAVRS是基于上世纪60年代美国商用压水堆建立的基准题模型,具有详细的运行参数及测量数据,可用于验证反应堆分析的计算工具.本文分别用CTF和反应堆蒙卡程序RMC对BEAVRS基准题进行全堆精细建模,由RMC统计径向及轴向功率分布并作为CTF的功率输入.利用CTF的区域分解技术,进行BEAVRS全堆pin by pin子通道计算,采用193个核并行计算,耗时4min28s,得到了精细的燃料棒中心及表面温度、冷却剂温度及密度、空泡份额、包壳温度等重要参数,验证了CTF进行全堆子通道计算的高效性及可靠性,为实现基于RMC和CTF的核热耦合计算奠定了重要基础.