(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 202210815861.X (22)申请日 2022.07.12 (71)申请人 中国核动力研究设计院 地址 610000 四川省成 都市双流区长顺大 道一段328号 (72)发明人 赵晨　赵文博　彭星杰　张宏博　 李庆　宫兆虎　陈长　曾未　徐飞　 唐霄　 (74)专利代理 机构 成都行之专利代理事务所 (普通合伙) 51220 专利代理师 林菲菲 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/11(2006.01) (54)发明名称 基于线性源加速的三维中子输运方程计算 方法及系统 (57)摘要 本发明公开了基于线性源加速的三维中子 输运方程计算方法及系统， 涉及 核反应堆堆芯设 计技术领域， 在传统平源近似 方法基础上进行改 进， 本发明方法基于线性源形式进行通量展开计 算三维中子通量和高阶标通量矩， 通过线性源形 式在空间上进行高阶展开， 同时获得高阶标通量 矩， 消除了平源方法引入的近似， 从而克服传统 二维一维方法中划分较密 的平源区网格带来的 计算效率低的问题； 理论上消除平源近似， 减少 平源区网格数量， 提高计算效率。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115048810 A 2022.09.13 CN 115048810 A 1.基于线性源加速的三维中子 输运方程计算方法， 其特 征在于， 包括 步骤： 建立三维中子 输运方程； 将三维中子 输运方程 转化成一维方程和二维方程； 分别对一维方程和二维方程进行求解得到反应堆芯特征值和三维中子通量； 求解二维 方程时， 基于线性源形式进行通 量展开计算 三维中子通 量和高阶标通 量矩。 2.根据权利要求1所述的基于线性源加速的三维中子输运方程计算方法， 其特征在于， 所述三维中子 输运方程 为： 其中m表示角度， g表示能群， ψg,m(x,y,z)表示角通量， x、 y、 z分别表示空间所在位置的 x、 y、 z坐标， ξm表示方位角与 x轴夹角余 弦， Σt,g(r)表示总截面， η表示幅角正弦， μ表示极角 余弦， Qg(x,y,z)表示总源项。 3.根据权利要求2所述的基于线性源加速的三维中子输运方程计算方法， 其特征在于， 一维方程和二维方程的获取 方法为： 以三维中子 输运方程在每层每根 棒的区域内对径向进行积分得到一维方程： 以三维中子 输运方程在每层每根 棒的区域内对轴向进行积分得到二维方程： 其中， ψg,m,i,j(z)表示径向(i,j)位置角度m能群g的第z层的角通量， Qg,i,j(z)表示径向 (i,j)位置的一维总源项， Qg(x,y)表示 二维总源项， 表示径向泄漏项， ψg,m(x,y)表示径向角通量， Σt,g,i,j(z)表示一维总截面， Σt,g(x,y)表示 二维总截面， 表示轴向泄漏项。 4.根据权利要求1所述的基于线性源加速的三维中子输运方程计算方法， 其特征在于， 反应堆芯特 征值和三维中子通 量获取方法包括 步骤： 计算裂变源和散射源； 在裂变源和散射源的基础上， 对一维方程和二维方程分别进行求解得到径向流、 轴向 流和径向通 量； 基于径向流、 轴向流和径向通量进行CMFD迭代更新得到反应堆芯特征值和三维中子通 量； 所述CMFD迭代更新过程包括： 根据径向流、 轴向流和径向通 量计算出三维中子平均通 量、 流耦合因子和均匀化截面； 基于CMFD特征值迭代结果更新 三维中子通 量和特征值， 同时计算出泄漏项。 5.根据权利要求3所述的基于线性源加速的三维中子输运方程计算方法， 其特征在于， 二维方程 求解方法包括 步骤： 将二维方程写成特 征线性方程；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115048810 A 2根据特征线性方程推导出角通 量及一阶积分角通 量的解析解； 从角通量及一阶积分角通 量的解析解中提取 出高阶标通 量矩。 6.根据权利要求5所述的基于线性源加速的三维中子输运方程计算方法， 其特征在于， 所述特征线性方程表示 为： 其中， 是平源区i方向m的角通量， Σt,i是总截面， 是0阶总源项， 是1阶源项展开 矩， si,m是特征线长度， si,m,k是特征线段k的长度。 7.根据权利要求6所述的基于线性源加速的三维中子输运方程计算方法， 其特征在于， 所述角通 量表示为： 一阶积分角通 量的解析解表示 为： 其中， 是入射角通 量， F1(Σt,is)、 F2(Σt,is)、 G1(Σt,isk)、 G2(Σt,isk)均是高阶系数。 8.根据权利要求7所述的基于线性源加速的三维中子输运方程计算方法， 其特征在于， 所述高阶标通 量矩由高阶系数表示： F1(Σt,is)＝1‑exp(‑Σt,is) F2(Σt,is)＝2[Σt,is‑F1(Σt,is)]‑Σt,isi,m,kF1(Σt,is) 其中sk表示特征线段k的长度， s表示特 征线长度。 9.基于线性源加速的三维中子输运方程计算系统， 应用于权利要求1 ‑8任意一项所述 的方法， 其特 征在于， 包括： 构建模块、 转 化模块和计算模块； 构建模块用于建立 三维中子 输运方程； 转化模块用于将三维中子 输运方程 转化成一维方程和二维方程； 计算模块用于分别对一维方程和二维方程进行求解得到反应堆芯特征值和三维中子 通量； 计算模块还用于在求解二维方程时， 基于线性源形式进行通量展开计算三维中子通 量和高阶标通 量矩。 10.一种非暂态计算机可读存储介质， 其上存储有计算机指令， 其特征在于， 该指令被 处理器执行时实现权利要求1 ‑8中任一项所述的方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115048810 A 3