EGRET

方形燃料组件压水堆堆芯稳态计算程序

EGRET 是核星科技自主研发的三维堆芯稳态计算程序,整体达到当前国际水平,也是我国目前经过广泛验证、已进入工程应用的商用压水堆稳态堆芯计算程序。EGRET 是按照现行轻水堆两步法分析计算框架所研发的三维堆芯临界-燃耗计算程序,是核星科技和中核运行合作研发的压水堆堆芯物理分析与燃料管理软件系统(ORIENT 系统)的核心组成部分。

功能

EGRET 是按照现行轻水堆两步法分析计算框架所研发的三维堆芯临界-燃耗计算程序,是核星科技和中核运行合作研发的压水堆堆芯物理分析与燃料管理软件系统(ORIENT 系统)的核心组成部分。

EGRET 适用于方形燃料组件商用压水堆。针对给定的堆芯装载方案以及堆内各型组件的预制截面表,EGRET 可开展各种目的的堆芯分析计算,如启动参数计算、运行跟踪、寿期预测以及反应性计算等,给出用户所关心的堆芯整体或局部特性参数,如临界硼浓度、慢化剂温度系数、控制棒价值以及堆内详细的燃料棒功率分布、毒物浓度分布和冷却剂温度分布等。

结块

技术特征

  • 采用高精度的多群半解析粗网节块法作为程序的算法内核;
    • 可考虑粗网节块内的燃耗梯度效应;
    • 实现燃料格架的显式表示;
    • 实质性消除控制棒尖点效应。
  • 采用逐群直接拟合的方法进行均匀节块内通量分布的重构;
  • 采用单通道模型进行冷却剂热工水力反馈计算;
  • 基于预置插值表的核燃料芯块温度计算方法;
  • 基于封闭系统假设的可溶硼燃耗跟踪方法。

尖点效应

独创的动态子网格方法

普通的轻水堆三维堆芯计算程序(普通程序)都假设一个粗网内仅有一种材料。这样的限制,使得普通程序(包括目前国内在用的堆芯核设计程序)在处理粗网内含有格架、特别是有部分插入的控制棒等工程问题时,会遇到很大困难。 EGRET 通过最底层粗网节块法的创新来解决问题。对有格架或部分插入的控制棒这样的粗网格,在沿径向求解时,EGRET 仍将其作为均匀粗网加以对待(其均匀化参数在交替方向迭代过程中在线产生),但在沿轴向求解时,EGRET 会自动根据粗网内的材料分布,将其划成相应的子网格,并对每个均匀的子网格采用和其余粗网完全相同的方法加以处理。 和目前其余工业应用软件相比,EGRET 不但避免了再均匀化过程轴向不连续因子计算和应用的麻烦,还首次在粗网堆芯计算程序中实现了对燃料格架的显式表示,取得了非常出色的实际工程应用效果。

精细功率重构

EGRET 所采用的精细功率重构方法也极具特色。该方法采用逐群 17 项(9 个多项式+8 个谱函数)直接拟合的方法来重构节块内的中子通量分布。为了确定展开系数,除了采用节块体积平均通量、表面平均通量和角点通量等常规条件作为定解条件外,还创造性地采用三维全堆计算所获得的节块内一维中子通量密度分布形状作为定解条件,使得该方法对节块法计算结果的利用不但全面而且自洽。该重构算法不但适用于普通压水堆问题,即使对 MOX 燃料和 UO2 燃料混合装载这样十分困难的问题,也同样可以获得满意的效果。

重构方法所得C5G7棒功率误差全堆粗网获得轴向功率分布

用户便利性

EGRET 在开发过程中就已充分考虑用户各种可能的需求,并已根据用户的反馈,对软件进行了多轮次的完善,目前已可为用户提供出色的软件使用体验。

  • 以组件为单位的建模和倒换料,自动完成围板/反射层区域建模;
  • 完善的建模逻辑检查机制、程序运行状态通报机制以及计算结果返回机制;
  • 丰富的自动化计算序列,可帮助用户高效完成各种工程应用计算。

验证和确认

EGRET 已通过一系列基准问题对集成了动态子网格方法的半解析节块法、精细功率重构等核心算法模块进行了详细的验证,获得了令人满意的结果。 此外,EGRET 在 2014 年 5 月投入工程应用之前,还与核星科技自主研发的组件计算程序 ROBIN 一起,顺利通过了我国在役的所有三种类型方形组件商用压水堆 59 个循环实测数据的比对确认。截止目前,仅在中核秦山基地,基于 EGRET 程序所开展的“背靠背”软件确认 工作就已达 15 次。EGRET 是经广泛验证、成熟可靠的商用压水堆稳态堆芯计算程序。

工程应用

目前 EGRET 已在国内核安全监管机构、部分核电营运和研究设计单位内作为重要的工具用于不同的工程目的,如

  • 堆芯装换料方案设计校核计算;
  • 堆芯运行跟踪和运行支持;
  • 供动态刻棒试验用的修正因子计算。

软件著作权登记号:2013SR009872