基于统一几何建模的高保真物理-热工耦合方法研究及其在SPERT实验堆堆芯的计算应用

来源：核动力工程杂志2021年第5期北京时间：

作者：张旻婉, 刘宙宇, 王博, 曹璐, 赵晨, 曹良志

单位：1.西安交通大学，西安， 710049；2.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；

摘要：针对各类小型动力堆或实验堆开展物理-热工耦合模拟计算时，由于非规则几何结构的存在而带来物理-热工网格映射关系复杂且不可统一预置的问题，基于数值反应堆高保真物理计算程序NECP-X开展了基于统一几何建模的物理-热工耦合方法研究，基于中子学模型建立物理-热工耦合的映射关系，并结合NECP-X程序中的瞬态计算方法实现了特殊功率偏移实验（SPERT）实验堆堆芯的直接瞬态计算；计算了SPERT实验堆稳态算例并与蒙特卡罗程序的结果进行对比，在此基础上，对SPERT实验堆进行了瞬态计算分析并与实验值进行对比。结果表明，NECP-X程序中子学计算的特征值和棒功率分布计算结果具有较高的精度；基于统一几何建模的网格映射方法可以方便快捷地实现复杂几何压水堆的物理-热工耦合计算；与实验值相比，瞬态计算的总功率、反应性随时间的变化曲线具有较高的精度，并且可提供精细的功率及温度分布。

关键词：复杂几何, 物理-热工耦合, SPERT实验堆

基金资助：中国核工业集团有限公司领创科研项目