[发明专利]一种核反应堆堆芯吊篮振动刻度因子计算方法

权利要求书

1.一种核反应堆堆芯吊篮振动刻度因子计算方法，其特征在于，所述方法包括：

建立核反应堆堆芯三维物理计算模型；

基于建立的核反应堆堆芯三维物理计算模型，模拟堆芯吊篮一阶梁型振动和二阶壳型振动、模拟压力容器一阶梁型振动；

基于核反应堆堆芯三维物理计算模型以及模拟振动过程，结合计算综合得出上述振动类型下的堆芯吊篮以及压力容器的振动刻度因子；

基于核反应堆堆芯三维物理计算模型以及模拟振动过程，采用基于概率论方法的正向中子输运计算方法，使用概率论计算程序计算反应堆堆芯在热态临界状态下，吊篮不同振幅下，堆外中子探测器处的中子注量率数值，进而得出多个振动幅度的刻度因子值后平均求出该振动方式下的刻度因子；

基于概率论算法的刻度因子计算具体为：

当堆芯吊篮振动位移为Δx时，将引起水层厚度变化Δx，进而使得中子通量变化ΔΦ，h为堆芯吊篮振动刻度因子；设定堆芯吊篮振幅为Δx，计算振动前、后堆外中子探测器的中子通量Φ₀和Φ₁，由ΔΦ/Φ＝(Φ₁-Φ₀)/Φ₀，得到中子通量变化率，由下式即可以计算刻度因子h：

h＝-ΔΦ/(Φ×Δx)。

2.根据权利要求1所述的核反应堆堆芯吊篮振动刻度因子计算方法，其特征在于，所述建立核反应堆堆芯三维物理计算模型，具体包括：

基于概率论计算程序，根据核反应堆堆芯部件设计尺寸和材料参数，对核反应堆堆芯进行三维建模；

以材料均匀混合的建模方式，根据设计尺寸，对堆芯上部、下部的相关构件进行建模；

根据堆芯辐板、吊篮、压力容器的设计值，进行三维建模；

根据堆外功率区中子电离室的实际位置以及设计尺寸，对中子电离室进行建模；

针对反应堆热态满功率运行状态进行建模，反应堆压力容器下降段和堆芯分别采用实际运行状态的慢化剂温度。

3.根据权利要求1所述的核反应堆堆芯吊篮振动刻度因子计算方法，其特征在于，通过核反应堆堆芯三维物理计算模型，以吊篮法兰为摆动支点，吊篮及其内部结构向探测器方向或探测器相反方向摆动，模拟堆芯吊篮一阶梁型振动；以压力容器支撑点为支点，压力容器向探测器方向摆动，模拟压力容器一阶梁型振动；以堆芯吊篮法兰和底端为固定端点，吊篮中部向探测器方向振动，模拟堆芯吊篮二阶壳型振动。

4.根据权利要求1所述的核反应堆堆芯吊篮振动刻度因子计算方法，其特征在于，对每种振动方式，以0振动幅度时计算的中子注量率作为Φ₀，以多个特定振动幅度Δx时计算的中子注量率作为Φ₁，得出多个振动幅度的刻度因子值后平均求出该振动方式下最终的刻度因子。

5.根据权利要求1所述的核反应堆堆芯吊篮振动刻度因子计算方法，其特征在于，在建立核反应堆堆芯三维物理计算模型后，根据反应堆实测临界棒位以及硼浓度，进行k_eff计算，对模型的准确度进行验证。

6.根据权利要求2所述的核反应堆堆芯吊篮振动刻度因子计算方法，其特征在于，堆芯吊篮以内的慢化剂温度压力值采用反应堆热态满功率运行时的额定工作压力和平均进出口温度，堆芯吊篮外侧的慢化剂温度压力采用反应堆热态满功率运行时的额定工作压力和堆芯进口温度。

7.根据权利要求1所述的核反应堆堆芯吊篮振动刻度因子计算方法，其特征在于，从堆芯开始，以预设倍数向外逐层提高相邻栅元中的中子重要性，直至堆外探测器处，进行临界计算，通过设置每代中子数和总代数，降低探测器处中子注量率计算结果的统计误差。