堆芯换料设计模块化和图表报告标准化研制

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1、堆芯换料设计模块化和图表报告标准化研制堆芯换料设计模块化和图表报告标准化研制姚红(核工业第二研究设计院)摘要堆芯换料设计模块化和图表报告标准化软件包括三个软件包:自动计算模块软件包,数据搜索和处理软件包和图自动生成软件包.自动计算模块软件包用于计算设计报告中所要求的内容,生成编制图表所需的直接或间接的数据文件;数据搜索和处理软件包用于从自动计算模块软件包生成的文件中读取设计报告图表所需的数据和进一步处理还不能绘制图表的间接数据,并按照用户要求的标准格式输出含有最终数据的文件;图自动生成软件包根据最终数据文件自动绘制

2、图.关键词:SC砸NCE程序堆芯换料设计模块化自动化标准化1前言我院从法国引进的SCIENCE程序包,用于堆芯燃料管理研究和核设计.该程序包安装在独立的SUN工作站上,操作系统为UNIX,有美观而又方便应用的COPILOTE图形界面.应用该程序包做了大量的堆芯燃料管理设计研究工作,其中包括海水淡化供热堆芯燃料管理,岭澳及岭澳二期堆芯燃料管理CNP1000堆芯燃料管理,秦山二期堆芯燃料管理以及CNP1500堆芯燃料管理.'这些堆芯的燃料管理设计一是从生产实际考虑,如秦山二期堆芯燃料管理,为年换料制,堆芯布置为out-

3、in方式;二是从今后的发展趋势考虑,如CNP1500堆芯燃料管理,为长周期(18个月)低泄漏方式.通过这些工作,我们已经能够应用SCIENCE程序包对正四边形燃料组件组成的堆芯进行既满足用户要求又符合设计准则的紧急换料设计.从第八届中国国际核工业展览会上,我们看到了中国核电的大好发展前景.如果有10个核电站,每个核电站都有两个机组,每个机组每次的换料设计费大概为100万,那么每年所有机组的换料设计费约2000万.为了争取到核电市场中的堆芯换料任务,缩短换料设计时间是解决这一难题的有效途径.为此,我们进行了堆芯换料设

4、计中包括核设计,启动物理,安全评估等设计报告的自动化和标准化软件的编制即堆芯换料设计模块化和图表报告标准化的研制.2范围堆芯换料设计模块化和图表报告标准化软件是应用SCIENCE程序包,通过COPILOTE图形化界面建立模块进行计算(另有部分计算模块是建立在UNIX操作系统,应用ESPADON程序计算),然后在UNIX操作系统下应用自行编制的FORTRAN源程序,批处理程序处理.19.计算模块中得到的结果文件中的数据,形成设计报告中所需的图表数据.因此,换料自动化软件适用于能用SCIENCE程序包计算的由正四边形燃

5、料组件组成的堆芯,如秦山二期核电和广东核电反应堆堆芯的换料设计工作.3计算机程序SCIENCE程序包主要由先进的组件计算程序APOLLO2-F,堆芯模型化和分析程序SMART,堆芯测量数据处理和功率恢复程序SQUALE,以及人机接口的界面程序COPILOTE组成.反应堆堆芯换料设计中使用了APOLLO2.F,SMART和COPILOTE程序,其中,燃料组件的参数由APOLLO2.F计算得到,换料和堆芯特性参数的计算使用了SMART程序,另外与一维计算相关的程序包括:三维计算程序INTRI,三维到一维库处理程序ULY

6、SSE,一维计算程序ESPADON,综合法计算程序COSTAR以及微分和积分计算程序EFFDIFF.4换料自动化设计流程换料自动化软件:除堆芯装载优化外的所有堆芯换料设计报告中特性参数的自动计算,编制,输出到报告模版中,自动生成所有设计报告的软件.堆芯换料设计模块化和图表报告标准化的研制主要从四个方面开展工作:首先将堆芯特性参数进行分类并编写报告框架和图表目录;然后编写自动计算流程;接下来编写数据搜索程序:最后编写绘图流程程序或者编写Excel图模版.如上述研制换料自动化软件流程图,堆芯换料设计模块化和图表报告标准

7、化的研制分四个步骤:(1)将堆芯特性参数进行分类并编写报告框架和图表目录按照用户提出的每份报告的具体内容或是提供的每份报告的目录清单,对将要计算的堆芯特性参数进行分类和排序,并图1研制换料自动化软件流程图编写报告的章节内容及相应的图表顺序.这一步是开展其它工作的前提和基础,其效果就是形成报告的整体框架.每份报告都有自己的特性框架,一旦形成以后,基本不再有改动.如有增加,需将增加部分归类到相应章节或另行增加章节,增加部分的特性参数仍按以下步骤开展计算和编制:如有删减,直接删除或不予考虑即可.,以启动物理设计报告为例,

8、堆芯启动物理设计报告包括以下章节:-20.①引言②硼浓度和Keff:堆芯Keff和临界硼浓度;硼降曲线;硼微分价值;最小停堆硼浓度.③反应性仪参数:动力学参数;反应堆周期与反应性.④控制棒组积分价值和微分价值:热态零功率下各控制棒组的微积分价值;热态满功率下D(R)微积分价值;重叠棒组的微积分价值.⑤反应性系数:等温温度系数和慢化剂温度系数;多普勒系数;功率