[发明专利]核反应堆控制棒的控制棒价值及不确定性计算方法、电子设备和计算机可读存储介质

说明书

本申请提出了一种核反应堆控制棒的控制棒价值及不确定性计算方法、电子设备和计算机可读存储介质，该方法包括：基于少群宏观截面和少群宏观截面对应的少群截面协方差矩阵，确定多组宏观截面样本；当控制棒多次移动时，对于每次移动，基于多组宏观截面样本的未扰动参数信息，通过高阶微扰方式获取控制棒在多组宏观截面样本与当前高度下的控制棒微分价值；对于每次移动，基于控制棒微分价值，确定当前高度对应的当前不确定性；基于每次移动对应的控制棒微分价值和当前不确定性，确定控制棒积分价值和相对不确定性。本方案将高阶微扰与抽样方式相结合来计算控制棒价值及其不确定性，可以获得更为准确可靠的计算结果。

【技术领域】

本申请涉及核研究技术领域，尤其涉及一种核反应堆控制棒的控制棒价值及不确定性计算方法、电子设备和计算机可读存储介质。

【背景技术】

为了控制链式反应的速率在一个预定的水平上，需用吸收中子的材料做成控制棒，用来补偿燃料消耗和调节反应速率。换言之，在核反应堆堆芯中，控制棒是对反应性进行控制的重要手段。在给定条件下，将一根完全提出的控制棒快速全部插入处于临界状态的堆芯所引起的反应性变化的绝对值。可以作为对控制棒补偿反应性效率的一种度量，称为控制棒价值。另外，由于控制棒制造公差、核数据自身不确定性、不同计算方法、堆芯状态变化等因素，控制棒价值在计算过程中存在很多的动态因素，这些动态因素可计算为数值来表示，称为不确定性。

目前，一般通过两次临界法或一阶微扰理论计算控制棒价值。然而，两次临界法的使用过程中，需要对有效增殖因子进行计算，若有效增殖因子的计算出现偏差，则会严重影响所得的控制棒价值的准确性。而一阶微扰理论只适用于反应性扰动量较小的情况，控制棒移动给堆芯带来强扰动，在扰动区域会形成一个大的中子通量凹陷或者峰值，采用一阶微扰理论会使计算结果误差过大。至此，无法获得准确的控制棒价值，也就无法基于控制棒价值获得可靠的不确定性。

因此，如何提升控制棒价值及其不确定性的计算可靠性，成为目前亟待解决的技术问题。

【发明内容】

本申请实施例提供了一种核反应堆控制棒的控制棒价值及不确定性计算方法、电子设备和计算机可读存储介质，旨在解决相关技术中两次临界法和一阶微扰理论无法提供准确的控制棒价值以至于影响控制棒价值及其不确定性的准确计算的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种核反应堆控制棒的控制棒价值及不确定性计算方法，包括：基于多群截面对应的多群截面协方差矩阵，确定少群宏观截面；基于所述少群宏观截面和所述少群宏观截面对应的少群截面协方差矩阵，确定多组宏观截面样本；基于预定扩散计算方式和所述多组宏观截面样本，确定每组宏观截面样本的未扰动参数信息，所述未扰动参数信息包括反应堆堆芯的初始特征值、初始中子通量密度和初始中子价值；当控制棒多次移动时，对于每次移动，基于所述多组宏观截面样本的未扰动参数信息，通过高阶微扰方式获取所述控制棒在所述多组宏观截面样本与当前高度下的控制棒微分价值；对于每次移动，基于所述控制棒微分价值，确定所述当前高度对应的当前不确定性；基于每次移动对应的所述控制棒微分价值和所述当前不确定性，确定控制棒积分价值和相对不确定性。

在本申请上述实施例中，可选地，所述基于所述多组宏观截面样本的未扰动参数信息，通过高阶微扰方式获取所述控制棒在所述多组宏观截面样本与当前高度下的控制棒微分价值，包括：对所述初始中子通量密度进行高阶微扰处理，得到一阶反应性参数；基于所述一阶反应性参数，确定一阶中子通量密度；基于所述一阶反应性参数、所述一阶中子通量密度以及预定的迭代计算方式，通过高阶微扰方式获取迭代经历的每阶反应性参数；以所述每阶反应性参数之和作为所述控制棒在所述多组宏观截面样本与当前高度下的控制棒微分价值。

在本申请上述实施例中，可选地，所述对所述初始中子通量密度进行高阶微扰处理，得到一阶反应性参数，包括：基于所述初始中子通量密度和高阶反应性计算公式，确定所述一阶反应性参数，其中，所述高阶反应性计算公式为：