基于非结构网格MCNP的KRUSTY热膨胀负反馈计算研究
来源：核动力工程杂志2023年第6期北京时间：
作者：王立鹏, 曹璐, 陈森, 张信一, 姜夺玉, 胡田亮, 李达, 陈立新, 江新标
单位：西北核技术研究所，西安，710024；
摘要：热管堆KRUSTY的热膨胀负反馈模拟一直是业内计算的难点。本文基于蒙特卡罗方法（MCNP）的非结构网格功能，将KRUSTY非结构网格的功率分布直接输入给有限元软件ABAQUS，利用ABAQUS进行KRUSTY的热力耦合，在统一的非结构网格下研究了KRUSTY热变形模拟、膨胀反应性反馈和密度反馈，重点研究了非均匀密度与均匀密度的差异。结果表明，热膨胀效应带来超过900pcm（pcm=10<sup>−5</sup>）的负反馈，特殊的燃料变形主要发生在上部和外边缘表面，总位移达到~0.9 cm，反应堆堆芯总温差足够小，只有23 K 左右，并且核热力耦合较核热耦合趋于使堆芯的温度分布更均匀，由于热管的冗余设计，反应堆的设计可以满足单点失效原则。相较于传统的组合实体（CSG）几何，本文基于非结构网格MCNP方法可以更真实地模拟金属燃料堆的热膨胀效应。
关键词：KRUSTY, MCNP, 非结构网格, 核热力耦合, 密度场, 位移场
基金资助：自然科学基金（12275219；12205237）
