基于COMSOL Multiphysics的中子扩散问题求解以及气冷微堆应用分析

摘要：

基于三维有限元程序COMSOL Multiphysics的"系数形式偏微分方程接口"开发了中子扩散方程的求解模型,利用COMSOL Multiphysics的特征值和瞬态求解器分别对稳态和瞬态中子扩散方程进行了求解.通过与二维的2D-TWIGL基准题(包括稳态和瞬态工况)以及三维的3D IAEA PWR基准题的计算结果进行对比,验证了所开发中子扩散方程求解模型的正确性.针对气冷微堆堆芯进行建模,采用蒙特卡罗程序RMC生成双群和25群的群常数,利用该中子扩散求解模型开展了气冷微堆堆芯临界计算,结果分别与连续能量和多群蒙特卡罗计算参考值进行对比.结果表明:得到的有效增殖因数以及三维功率分布总体上能与对应的多群蒙特卡罗参考值较好吻合.与连续能量蒙特卡罗参考值相比,采用25能群的结果较双群划分方式更为准确.对于气冷微堆堆型,能群结构划分方式对结果精度的影响显著.采用精细能群划分能改善计算精度,但会使得求解所需资源和时间大幅上升.

关键词：高温气冷堆、气冷微堆、中子扩散方程、COMSOL Multiphysics、棱柱型燃料组件

所属期刊栏目：57

分类号：TL424(各种核反应堆、核电厂)

资助基金：中核集团青年英才项目

在线出版日期：2023-03-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：565-575