三维非均匀变分节块法消除控制棒尖齿效应

摘要

在反应堆堆芯扩散计算过程中计算控制棒微分价值曲线时,由于控制棒的步长一般远小于堆芯扩散计算时节块网格的轴向高度,在控制棒移动过程中会出现堆芯节块内局部插入控制棒的情况;一个节块内出现了含控制棒和不含控制棒的两种材料,若直接体积打混此非均匀节块,会出现严重的“控制棒尖齿效应”,即控制棒微分价值曲线上出现大量尖齿.现有的堆芯程序一般采用体积-通量权重的方法将节块内的材料均匀化,然后再由堆芯扩散程序求解.这种方法可以减弱尖齿效应,但不能完全消除.因此,本文推导了非均匀变分节块方法求解三维多群扩散方程的理论模型,并开发了相应程序NECP-Violet-Het3D.该方法打破了传统节块方法对各节块内均匀材料的要求,而允许同一节块内出现多种不同材料,因此能直接处理被控制棒插入的非均匀节块.对一个典型压水堆问题的计算结果显示:NECP-Violet-Het3D完全消除了控制棒尖齿效应,并且能得到准确的组件轴向功率分布,同时其计算效率高于体积-通量权重和自适应网格方法.