基于泰勒展开与截断的燃耗计算方法研究

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1、分类号：密级：ＵＤＣ：编号：工学硕士学位论文基于泰勒展开与截断的燃耗计算方法研究硕士研究生：岳帮健指导教师：赵强教授学科、专业：核科学与技术论文主审人：郝琛讲师哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：ＵＤＣ：编号：工学硕士学位论文基于泰勒展开与截断的燃耗计算方法研究硕士研究生：岳帮健指导教师：赵强教授学位级别：工学硕士学科、专业：核科学与技术所在单位：核科学与技术学院论文提交日期：2018年1月12日论文答辩日期：2018年3月09日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertatio

2、nfortheDegreeofM.EngBurnupCalculationmethodStudyBasedonTaylorExpansionandTruncationCandidate:YueBangjianSupervisor:Prof.ZhaoQiangAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:NuclearScienceandTechnologyDateofSubmission:Jan.12,2018DateofOralExamination:Mar.09,2

3、018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定

4、，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年

5、月日年月日基于泰勒展开与截断的燃耗计算方法研究摘要燃耗计算是反应堆堆芯物理计算的重要组成部分。随着核能科学与计算机仿真技术的快速发展，对于燃料燃耗及核素成分的计算分析要求越来越高，这就给燃耗计算方法和程序带来了更大的挑战。燃耗计算的主要目的在于预测核素核子密度随时间上的变化，并通过模拟核子密度的变化来分析燃耗对反应堆堆芯寿期、功率分布以及控制反应性的影响。对于实际工程而言，可通过燃耗仿真计算获得最优的燃料燃耗深度和换料方案以降低核电成本，具有一定的现实意义。燃耗方程由核素燃耗链建立，其求解是燃耗计算的核心任务。本文通过文献调研研究

6、了目前流行的燃耗计算方法，燃耗计算方法按对燃耗链的不同处理可分为解析方法和数值方法，在总结分析了各类方法的优缺点以及各自的适用性后，本文选择了基于泰勒展开与截断的数值方法进行程序开发。泰勒展开与截断方法通过将长、短寿命核素分离并分别单独计算，减小了燃耗矩阵的刚性，增加了计算精度和稳定性。本文所开发程序数据来源于商用程序HELIOS-1.11燃耗数据库，该数据库基于真实压水堆制作而成，所有数据均来源于评价库ENDF/B-VI。本文最后对所开发燃耗求解器进行了全面的验证和分析。首先在固定辐照条件下将本程序与ORIGEN2进行了对比分析

7、，结果证实了所开发燃耗求解器的正确性。然后基于成熟的预估-校正和子步方法的耦合策略，将该程序与HELIOS程序的微观问题计算模块进行耦合，通过国际JAEA轻水堆基准题中的压水堆UO2和MOX单栅元以及组件算例，验证了点燃耗计算程序的精度。结果表明该点燃耗程序计算结果与HELIOS程序以及基准题给定各程序参考值基本吻合，计算精度较高，具有一定的实用性，可为反应堆堆芯燃耗计算提供工具支持。关键词：燃耗计算；泰勒展开与截断方法；HELIOS；燃耗数据库哈尔滨工程大学硕士学位论文基于泰勒展开与截断的燃耗计算方法研究ABSTRACTBurn

8、upcalculationisanimportantpartofreactorphysicscalculation.Withtherapiddevelopmentofnuclearenergyscienceandcomputersimulation