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压水堆堆芯多专业耦合计算软件COMPCS的研制与初步应用

2021-04-19李治刚潘俊杰赵文博刘卢果宫兆虎强胜龙

现代应用物理 2021年1期

李治刚,安 萍,潘俊杰,赵文博,刘卢果,宫兆虎,芦 韡,强胜龙,贺 涛

(中国核动力研究设计院 核反应堆系统设计技术重点实验室,成都610213)

由于轻水堆的中子物理与热工水力之间存在强烈的反馈现象,故在进行压水堆的堆型设计与安全分析时必须考虑物理-热工耦合现象[1]。为能准确模拟反应堆物理-热工耦合现象,近年来,国内外针对轻水堆开展了大量的物理-热工耦合研究,研发了反应堆多物理耦合计算方法和模拟软件。例如,针对堆芯的物理-热工耦合计算程序有PARCS[2],DYN3D[3],ANCK[4],NODAL3[5],NALSANMT/CORBA-IV[6]等;包含反应堆系统及堆芯物理-热工耦合的计算程序有PARCS/TRACE[7],CTSS[8],DYN3D/ATHLET[3]等。在对存在明显物理-热工反馈且堆芯功率分布不均的事故过程分析中,必须采用3维物理-热工耦合分析方法。弹棒事故是反应性事故中最严重的一种[9],可能会威胁燃料棒包壳和压力容器的完整性,在压水堆安全分析中必须对其进行评价。传统的弹棒事故评价方法是采用2维与1维相结合的方法模拟堆芯中子动力学。近年来,美国和法国发展了3维动力学分析方法用于弹棒事故分析,如法国AREVA公司开发的SMART 3D+FLICA III+THEMIS+COMBAT系统[10]、美国西屋公司开发的TWINKLE+FACTRAN+LOFTRAN系统[11]及美国核管理委员会开发的PARCS/TRACE/ROBIN系统[12],已分别用于岭澳核电站、大亚湾核电站和秦山核电站二期的弹棒事故分析。我国也开发了多套3维时空中子动力学计算软件,如中国核动力研究设计院开发的CORCA-K[13]及西安交通大学开发的NECP-Bamboo[14]等,这些软件为研发自主的弹棒事故3维动力学分析系统提供了基础。……

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