快谱小堆堆芯三维瞬态核-热-力耦合计算方法研究

• 作者: 胡田亮 姜夺玉 李达 王立鹏 曹璐 张信一 苏春磊 西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室
• 来源期刊: 原子能科学技术
• 学科: 工学
• 关键词: 多物理耦合 快谱小堆 力学反馈效应 MOOSE Godiva
• 年，卷（期）: 2024,（7）
• 所属期刊栏目: 反应堆工程
• 页码范围: 73-80
• 页数: 8页
• 语种: 中文

摘要

快谱小堆具有紧凑设计、能谱硬、中子泄漏强的特点。不同于热谱反应堆，温度载荷作用下的力学效应导致的几何变形是快谱小堆堆芯反应性反馈的重要来源，因此开展基于核-热-力耦合的瞬态分析对于准确模拟快谱小堆堆芯动态特性具有重要意义。本文基于开源多物理耦合框架MOOSE,开展了三维核-热-力耦合计算研究，采用JFNK方法联立求解热-力耦合方程，热-力耦合方程通过Picard方法与中子时空动力学方程耦合求解，最终实现了基于动网格的三维核-热-力耦合求解。本文将该方法应用于Goidva-Ⅰ快中子脉冲反应堆瞬发超临界瞬态计算，采用三维核-热-力耦合求解方法计算得到了脉冲动态过程中的裂变率、温升、表面位移等物理量随时间变化规律，并与参考结果进行了比较，计算结果表明该方法可准确考虑热膨胀变形引起的反应性反馈效应。