活化-燃耗计算是反应堆分析的重要组成部分,需要耦合临界输运程序和点燃耗程序来迭代求解。LightAB(Light Activation and Burnup)是一个新的轻量化的通用活化-燃耗分析程序,可以用来处理活化-燃耗系统。LightAB采用了基于燃耗计算程序ORIGEN-2和ORIGEN-S的燃耗数据库,并使用处理刚性燃耗系统的切比雪夫有理逼近算法(Chebyshev Rational Approximation Method,CRAM)。LightAB支持衰变模式,定通量模式和定功率模式的活化-燃耗计算。为了验证LightAB程序的正确性,计算了237Np衰变问题和锆(Zr)合金的固定通量辐照问题,结果与燃耗程序ORIGEN-2.1一致。实现了LightAB和RMC程序的耦合,并用于计算压水堆(Pressurized Water Reactor,PWR)栅元燃耗基准题、PWR组件燃耗问题、经合组织/核能机构(Organisation for Economic Co-operation and Development/Nuclear Energy Agency,OECD/NEA)快堆燃耗基准问题,计算结果与RMC的燃耗计算模块一致。在超钚同位素的辐照生产与RMC对比模拟计算中,LightAB展现出良好的应用前景。
高温气冷堆螺旋管蒸汽发生器两侧的运行工质分别为氦气和水,两者物性差异大,瞬态响应时间不同,用传统半隐数值求解方法开发得到的热工安全程序往往会因为库朗特准则而降低时间步长,从而降低蒸汽发生器热工水力程序的计算效率。本文以高温气冷堆螺旋管蒸汽发生器为研究对象,以均相流水力学模型为基础,采用对流-扩散项全隐差分格式算法求解基本守恒方程,采用流热全耦合算法求解传热管的导热过程,开发了全新的高温气冷堆螺旋管蒸汽发生器瞬态分析程序NUSOL-HTGRSG。采用球床模块式高温气冷堆(High Temperature Reactor-Pebble bed Modules,HTR-PM)蒸汽发生器的设计工况和经过验证的螺旋管直流式蒸汽发生器热工水力分析程序NUSOL-SG的瞬态计算结果开展了稳瞬态的验证。稳态计算结果表明:一次侧、二次侧出口温度及两侧压降误差基本小于1%。瞬态计算结果表明:相同工况下,两个程序的瞬态响应结果的最大相对偏差为1.4%。验证结果表明:NUSOL-HTGRSG程序能够有效预测高温气冷堆中螺旋管蒸汽发生器在稳态工况下的运行参数,并且能以较大时间步长(5 s)准确预测其瞬态特性。
