(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211008780.5 (22)申请日 2022.08.22 (71)申请人 中广核工程有限公司 地址 518124 广东省深圳市大鹏新区鹏飞 路大亚湾 核电基地工程公司办公大楼 申请人 深圳中广核工程设计有限公司 　 中国广核集团有限公司 　 中国广核电力股份有限公司 (72)发明人 毛万朝　谢红云　卢超　王春冰　 平嘉临　段奇志　范一鹏　 (74)专利代理 机构 深圳市瑞方达知识产权事务 所(普通合伙) 44314 专利代理师 夏锐文 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01)G06F 111/10(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种压水堆 三维堆芯核热耦合方法和系统 (57)摘要 本发明公开了一种压水堆三维堆芯核热耦 合方法和系统， 方法包括： 根据截面参数信息， 采 用非线性迭代粗网有 限差分方法和θ方法进行 三维稳态及瞬态中子扩散计算； 生成堆芯物理程 序， 并根据堆芯的材料布置和几何尺寸， 建立相 应物理模型； 将堆芯物理程序编译成动态链接 库， 并将物理模型也保存于动态链接库中； 调用 动态链接库， 接收获得堆芯物理程序输出的仿真 结果； 调用热工水力程序编译成的动态链接库， 接收获得热工水力程序输出的仿真结果； 将堆芯 物理程序和热工水力程序之间的物理参数进行 交换传递； 根据堆芯的材料布置， 将堆芯物理程 序网格和热工水力程序网格建立映射关系。 通过 实施本发明， 实现高效准确地堆 芯物理程序和热 工水力程序外耦合。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 115358125 A 2022.11.18 CN 115358125 A 1.一种压水堆三维堆芯核热耦合方法， 应用于压水堆仿真模拟平台， 其特征在于， 包括 以下步骤： S10： 根据截面参数信息， 采用非线性迭代粗网有限差分方法和θ方法进行三维稳态及 瞬态中子扩散计算； S20： 生成堆芯物理程序， 并根据堆芯的材 料布置和几何尺寸， 建立相应物理模型； S30： 将所述堆芯物 理程序编译成动态链接库， 并将所述物 理模型也保存于所述动态链 接库中； S40： 调用所述动态 链接库， 接收获得 所述堆芯物理程序输出的仿真结果； S50： 调用热工水力程序编译成的动态链接库， 接收获得所述热工水力程序输出的仿真 结果； S60： 将所述 堆芯物理程序和所述热工水力程序之间的物理参数进行交换传递； S70： 根据 所述堆芯的材料布置， 将所述堆芯物 理程序网格和所述热工水力程序网格建 立映射关系。 2.根据权利要求1所述的压水堆三维堆芯核热耦合方法， 其特征在于， 步骤S10之前还 包括： S00： 根据各燃料组件的状态信息获得 所述截面 参数信息的反馈数值； S01： 仿真初始时刻计算稳态毒物核子密度， 并设置为初始毒物核子密度， 在仿真模拟 过程中实时计算瞬态毒物核子密度； S02： 对控制棒半插 入节块的截面进行处 理， 获得所述节块的截面反应的真实状态。 3.根据权利要求2所述的压水堆三维堆芯核热耦合方法， 其特征在于， 所述燃料组件的 状态信息包括： 基础 截面系数、 冷却剂温度拟合系数、 燃料温度拟合系数、 硼浓度拟合系数、 冷却剂密度拟合系 数、 冷却剂温度与参考工况之间的差值、 燃料温度与参考工况之间的差 值、 硼浓度与参 考工况之间的差值和冷却剂密度与参 考工况之间的差值。 4.根据权利要求1所述的压水堆三维堆芯核热耦合方法， 其特征在于， 所述物 理参数包 括： 硼浓度， 燃料温度， 冷却剂温度， 冷却剂密度， 氙钐毒物 原子核密度以及功率分布。 5.根据权利要求4所述的压水堆三维堆芯核热耦合方法， 其特征在于， 所述物 理参数进 行交换传递包括： 将所述堆芯物 理程序计算的所述功率分布传递至所述热工水力程序， 将所述热工水力 程序计算的所述硼浓度、 所述燃料温度分布、 所述冷却剂温度分布、 所述冷却剂密度分布传 递至所述 堆芯物理程序。 6.一种压水堆三维堆芯核热耦合系统， 应用于压水堆仿真模拟平台， 其特征在于， 包 括： 中子扩散计算模块， 用于根据截面参数信 息， 采用非线性迭代粗网有限差分方法和 θ方 法进行三维稳态及瞬态中子扩散计算； 生成模块， 用于生成堆芯物 理程序， 并根据堆芯的材料布置和几何尺寸， 建立相应物 理 模型； 编译模块， 用于将所述堆芯物理程序编译成动态链接库， 并将所述物理模型也保存于 所述动态 链接库中； 第一调用模块， 用于调用所述动态链接库， 接收获得所述堆芯物理程序输出的仿真结权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115358125 A 2果； 第二调用模块， 用于调用热工水力程序编译成的动态链接库， 接收获得所述热工水力 程序输出的仿真结果； 数据交换模块， 用于将所述堆芯物 理程序和所述热工水力程序之间的物理参数进行交 换传递； 网格映射模块， 用于根据所述堆芯的材料布置， 将所述堆芯物理程序网格和所述热工 水力程序网格建立映射关系。 7.根据权利要求6所述的压水堆 三维堆芯核热耦合系统， 其特 征在于， 还 包括： 反馈模块， 用于根据各燃料组件的状态信息获得 所述截面 参数信息的反馈数值； 计算模块， 用于仿真初始时刻计算稳态毒物核子密度， 并设置为初始毒物核子密度， 在 仿真模拟过程中实时计算瞬态毒物核子密度； 处理模块， 用于对控制棒半插入节块的截面进行处理， 获得所述节块的截面反应的真 实状态。 8.根据权利要求7所述的压水堆三维堆芯核热耦合系统， 其特征在于， 所述燃料组件的 状态信息包括： 基础 截面系数、 冷却剂温度拟合系数、 燃料温度拟合系数、 硼浓度拟合系数、 冷却剂密度拟合系 数、 冷却剂温度与参考工况之间的差值、 燃料温度与参考工况之间的差 值、 硼浓度与参 考工况之间的差值和冷却剂密度与参 考工况之间的差值。 9.根据权利要求6所述的压水堆三维堆芯核热耦合系统， 其特征在于， 所述物 理参数包 括硼浓度， 燃料温度， 冷却剂温度， 冷却剂密度， 氙钐毒物 原子核密度以及功率分布。 10.根据权利要求9所述的压水堆三维堆芯核热耦合系统， 其特征在于， 所述物理参数 进行交换传递包括： 将所述堆芯物 理程序计算的所述功率分布传递至所述热工水力程序， 将所述热工水力 程序计算的所述硼浓度、 所述燃料温度分布、 所述冷却剂温度分布、 所述冷却剂密度分布传 递至所述 堆芯物理程序。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115358125 A 3