KR101439999B1 - The constant production device and method for the coarse mesh reactor core analysis based on three-dimensional transport calculation - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 원자로 노심 해석 프로그램의 입력정보로 사용되는 중성자 핵반응 단면적을 포함한 상수 생산장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 3차원 원자로 노심 수송해석에 기반한 소격격자 노심 해석용 상수 생산장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a constant production apparatus and method including a neutron nuclear reactor cross sectional area used as input information of a reactor core analysis program, and more particularly, to a constant water production apparatus and method based on three-dimensional reactor core transportation analysis .
노심의 핵 특성을 해석하기 위해서는 노심을 반경 방향으로는 핵연료 집합체 단위(또는 4분 핵연료집합체 단위), 축 방향으로는 10~24개의 노드로 구성되는 소격격자로 분할하고 중성자 확산이론을 사용한 계산을 수행하여 노심의 증배 계수와 중성자속 분포를 계산한다. 이때 필요한 중성자의 핵반응 단면적, 경계면 불연속인자 등 소격 격자의 특성을 나타내는 각종 상수는 각 소격격자에 해당하는 2차원 핵연료집합체 형태를 중성자 수송해석 및 연소계산과 운전조건을 변화시키는 분기 계산으로 분석하여 생산한다.In order to analyze the nuclear properties of the core, it is necessary to divide the core into a nuclear fuel assembly unit (or 4-minute fuel assembly unit) in the radial direction and a vacancy grid consisting of 10 to 24 nodes in the axial direction, To calculate the multiplication factor and the neutron flux distribution of the core. The various constants representing the characteristics of the lattice lattice, such as the cross-sectional area of the neutron and the boundary discontinuity factor, are analyzed by analyzing the shape of the two-dimensional fuel assembly corresponding to each lattice lattice by neutron transport analysis and combustion calculation, do.
원자로 노심의 중성자 해석에는 각 핵종에 대한 중성자의 핵반응 단면적을 필요로 한다. 일반적으로 노심 핵설계를 위한 해석은 노심을 균질화된 3차원 소격격자로 분할하여 계산하는데 각 격자의 중성자단면적은 핵연료집합체 단위의 노드 내부를 정밀하게 모사한 2차원 중성자 수송해석으로 구한다. 이 단계에서는 단일 핵연료집합체의 무한 배열을 가정한 구조를 해석하므로 3차원적 노심의 형태나 구성 물질에 의한 중성자 스펙트럼의 효과를 고려할 수 없게 되고 이는 노심 해석의 불확실성을 야기하는 근본 요인이 된다.
Neutron analysis of reactor core requires neutron cross-sectional area for each nuclide. Generally, the analysis for the core design is based on dividing the core into a homogenized three - dimensional excitation grid. The neutron cross - section of each grid is obtained by two - dimensional neutron transport analysis which precisely simulates the node inside the fuel assembly unit. At this stage, the structure assuming an infinite arrangement of single fuel assemblies is interpreted, so that the effect of the neutron spectrum due to the shape of the three-dimensional core or the constituent material can not be considered, which is a fundamental factor causing uncertainty in the core analysis.
본 발명이 이루고자 하는 과제는 2차원 핵연료집합체 수송해석에 의한 상수생산을 3차원 노심 수송해석으로 대체하여 상수계산시 중성자의 에너지 및 공간분포 해석에서 2차원 무한배열을 가정함으로써 발생할 수 있는 오차를 제거하는데 목적이 있다.The problem to be solved by the present invention is to replace the production of constants by the transportation analysis of the two-dimensional fuel assemblies with the three-dimensional core transportation analysis and to eliminate the errors that can be caused by assuming the two-dimensional infinite arrangement in the energy and spatial distribution analysis of neutrons in the constant calculation .
또한, 3차원 노심 수송계산에서 연소계산이 수행되어 3차원 노심 소격격자 확산계산에서는 연소도의 변수를 제거함으로써 수송해석의 구성이 단순화되는데 목적이 있다.
In addition, the combustion calculation is performed in the 3 - core core transportation calculation, and the purpose of simplifying the construction of the transportation analysis is to remove the parameter of the combustion degree in the 3 - dimensional core grating diffusion calculation.
3차원 노심해석용 상수 생산장치에서,In a constant water production apparatus for three-dimensional core analysis,
핵종별 상세 중성자 반응 단면적 정보를 생성하기 위한 데이터를 입력받는 입력부 및 상기 입력된 데이터를 기초로 핵종별 상세 중성자 반응 단면적 정보를 생성하고, 상기 생성된 핵종별 상세 중성자 반응 단면적 정보를 이용하여 3차원 노심 수송해석하는 제어부를 포함할 수 있다.An input unit for receiving data for generating detailed neutron reaction cross-sectional information of a nuclear type, and a nuclear type detailed neutron reaction cross-sectional information based on the input data, And a control unit for analyzing core transportation.
3차원 노심해석용 상수 생산방법에서,In the method of producing a constant for three-dimensional core analysis,
ENDF(Evaluated Nuclear Data File) 핵자료를 기초로 핵종별 상세 중성자 반응 단면적 정보를 생성하는 단계, 상기 생성된 핵종별 상세 중성자 반응 단면적 정보를 기초로 3차원 노심 수송계산을 수행하여, 노심 전체 중성자 스펙트럼 및 분포를 생성하는 단계, 상기 생성된 노심 전체 중성자 스펙트럼 및 분포를 기초로 소격격자용 상수를 편집하여, 소격격자별 상수를 생성하는 단계 및 상기 생성된 소격격자별 상수를 기초로 3차원 노심 소격격자 확산 계산을 수행하여, 3차원 중성자속 분포 및 유효증배계수를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
Generating nuclear neutron response cross-sectional information based on an ENDF (Evaluated Nuclear Data File) nuclear data, performing a three-dimensional core transport calculation based on the generated nuclear type detailed neutron reaction cross-sectional information, And generating a distribution, generating a constant for the excitation lattice by editing the constant for the excitation lattice based on the generated total core neutron spectrum and distribution, and generating a constant for each excitation lattice based on the generated constant for each excitation lattice, And performing a lattice diffusion calculation to generate a three-dimensional neutron flux distribution and an effective multiplication factor.
본 발명에 따른 3차원 원자로 노심 수송해석에 기반한 노심 해석용 상수 생산장치 및 방법에 의하면, 3차원 노심 수송해석으로 인하여 상수계산시 중성자의 에너지 및 공간분포 해석에서 2차원 무한배열을 가정함으로써 발생할 수 있는 오차를 제거하여 노심해석의 정확성을 높일 수 있다.According to the apparatus and method for producing core constants for core analysis based on the nuclear reactor core transport analysis according to the present invention, it is possible to estimate the energy and spatial distribution of neutrons in the constants calculation by assuming a two- The accuracy of the core analysis can be improved.
또한 3차원 노심 수송계산에서 연소계산을 수행함으로써 3차원 노심 소격격자 확산계산에서는 연소계산이 불필요해져 수송해석의 구성이 단순해질 수 있다.
Also, by performing the combustion calculation in the 3 - core core transportation calculation, the combustion analysis calculation becomes unnecessary in the calculation of the 3 - core core dislocation lattice diffusion, and the construction of the transportation analysis can be simplified.
도 1은 본 발명의 일 실시예를 따른, 3차원 노심해석용 상수 생산장치의 구성요소를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예를 따른, 제어부의 구성요소를 도시한 블록도이다.
도 3은 일반적인 원자로 노심 전체모델의 상부를 도시한 단면도이다.
도 4는 일반적인 원자로 노심 전체모델의 측면을 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예를 따른, 가압 경수로 노심해석 절차를 도시한 예시도이다.
도 6은 일반적인 출력분포 오차 및 본 발명의 출력분포 오차를 비교한 예시도이다.
도 7은 일반적인 노심 유효증배계수 오차 및 본 발명의 노심 유효증배계수 오차를 비교한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예를 따른, 3차원 노심해석용 상수 생산방법의 수행과정을 도시한 순서도이다.1 is a block diagram showing components of a constant water production apparatus for three-dimensional core analysis according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating components of a control unit, in accordance with an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view showing an upper part of a general nuclear reactor core model.
4 is a side view showing a side view of a general nuclear reactor core model in general.
5 is an exemplary view showing a pressurized light water reactor core analysis procedure according to an embodiment of the present invention.
6 is an exemplary view comparing a general output distribution error and an output distribution error of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a comparison between a normal core augmentation factor error and a core effective augmentation factor error of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart illustrating a procedure of a method for producing a constant for three-dimensional core analysis according to an embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명할 수 있다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 할 수 있다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당 업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather obvious or understandable to one skilled in the art.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. “산출” 또는 “계산” 또는 “해석”을 언급할 때에는 상기 표현들이 서로 동일하게 해석되어야 한다. “생성” 또는 “생산”을 언급할 때에는 상기 표현들이 서로 동일하게 해석되어야 한다. “정보” 또는 “데이터”를 언급할 때에는 상기 표현이 서로 동일하게 해석되어야 한다. 또한 “데이터베이스” 또는 “라이브러리”을 언급할 때에는 상기 표현이 서로 동일하게 해석되어야 한다.
The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. When referring to " output " or " calculation " or " interpretation " When referring to " generation " or " production ", the above expressions should be interpreted equally to each other. When referring to " information " or " data " Also, when referring to a "database" or "library", the above expressions should be interpreted identically to each other.
도 1은 본 발명의 일 실시예를 따른, 3차원 노심해석용 상수 생산장치의 구성요소를 도시한 블록도이다.1 is a block diagram showing components of a constant water production apparatus for three-dimensional core analysis according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 3차원 노심해석용 상수 생산장치(1)는 3차원 수송해석을 통하여 노심을 상세하게 모사할 수 있다. 3차원 노심해석용 상수 생산장치(1)는 입력부(110), 제어부(120) 및 저장부(130) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, a constant
입력부(110)는 핵종별 상세 중성자 반응 단면적 정보를 생성하기 위한 데이터를 입력받을 수 있다. 상기 데이터는 ENDF(Evaluated Nuclear Data File) 핵자료일 수 있다. ENDF는 Brookhaven 국립연구소가 각 기관에서 작성된 단면적 데이터를 모아 이것을 평가하고 수록한 정보이다. 또한 ENDF는 상기 연구소 내에 있는 Sigma Center에 신청하면 특별한 제한 없이 데이터를 제공받을 수 있다. The
제어부(120)는 원자로 노심해석을 위해 3차원 노심 수송해석을 이용하여 노심의 출력분포 및 유효증배계수를 구할 수 있다. 제어부(120)는 중성자속 분포를 산출하기 위해 3차원 노심 확산 방정식의 해와 고유치를 구할 수 있다. 제어부(120)는 3차원 노심 확산계산을 소격격자별 연소도가 확정된 상태에서 수행하므로 노심해석을 위한 상수 데이터베이스 함수를 구성하는 변수에 연소도를 제외할 수 있다. 제어부(120)는 제외된 연소도 때문에 상수 형태가 단순해질 수 있고, 연소도 함수화에 따른 오차 발생 요인을 제거할 수 있다.The
저장부(130)는 입력부(110)에 제공되는 ENDF 핵자료 정보, 제어부(120)에서 산출된 핵종별 상세 중성자 반응 단면적의 정보, 제어부(120)에서 산출된 각 노드별 등가상수, 소격격자 노심계산에서 사용할 라이브러리 및 노심 해석된 결과값 중 적어도 하나의 정보가 저장될 수 있다.
The
도 2는 본 발명의 일 실시예를 따른, 제어부의 구성요소를 도시한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating components of a control unit, in accordance with an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 제어부(120)는 라이브러리 생산부(210), 군정수 생산부(220), 군정수 편집부(230) 및 노심 해석부(240) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.2, the
라이브러리 생산부(210)는 원자로 노심의 중성자 해석에 필요한 핵종별 상세 중성자 반응 단면적 정보를 생성할 수 있다. 라이브러리 생산부(210)는 입력부(110)에서 제공받은 핵종별 상세 중성자 반응 단면적의 정보를 이용할 수 있다.The
군정수 생산부(220)는 라이브러리 생산부(210)에서 생성된 핵종별 상세 중성자 반응 단면적 정보를 이용하여 기존의 2차원 핵연료집합체 중성자 수송계산에서 3차원 노심 수송계산으로 대체할 수 있다. 또한 군정수 생산부(220)는 3차원 노심 수송계산에서 직접 핵연료의 연소에 따른 노심 특성을 분석하기 위한 연소계산을 할 수 있다. 연소계산은 3차원 노심 수송계산에서 수행되기 때문에, 3차원 노심 소격격자 확산계산에서는 연소계산이 불필요해질 수 있다.The
<수학식 1>은 3차원 노심 수송계산을 나타내는 수학식이다.Equation (1) is a mathematical expression for calculating a three-core core transportation.
<수학식1>의 는 입자의 방향속(angular flux)을 의미하고, 는 소격적 핵반응 단면적을 의미하며, 는 입자의 선원항을 의미한다. 은 입자의 위치를 나타내는 벡터를 의미하고, 은 입자가 움직이는 방향을 나타내는 벡터를 의미하며, 는 입자의 에너지를 의미한다. 여기서, 는 원자로 노심을 구성하는 물질의 연소에 따라 변화하는 값이다. In Equation (1) Means the angular flux of the particles, Means the cross-sectional area of the nuclear reaction, Means the source term of the particle. Means a vector representing the position of the particle, Means a vector representing the direction in which particles move, Means the energy of a particle. here, Is a value that varies with the combustion of the material that constitutes the reactor core.
<수학식 1>은 입자의 방향속 을 구하기 위한 것이다. <수학식 1>은 상기 방향속을 기초로 원자로 노심을 구성하고 있는 물질의 연소상태 즉, 입자의 수밀도를 계산할 수 있다. 또한 <수학식 1>은 수밀도를 기반으로 다음 연소단계의 계산을 위한 핵반응 단면적 를 산출할 수 있다.≪ EMI ID = 1.0 > . Equation (1) can calculate the combustion state of the material constituting the reactor core, that is, the number density of particles based on the directional direction. Equation (1) is based on the number density, and the nuclear reaction cross-sectional area Can be calculated.
군정수 생산부(220)는 입자의 수밀도를 기초로 노심 연소점에서의 분기(branch) 계산용 재출발(restart) 파일을 생산하고 붕산 농도, 핵연료 온도, 냉각재 온도 및 제어봉 삽입 등 격자 내 운전조건을 변화시키는 분기계산 및 연소계산을 수행할 수 있다. 분기 계산용 재출발 파일은 노심을 구성하는 모든 입자의 수밀도 분포와 계산된 중성자스펙트럼 및 공간적 분포를 포함할 수 있다.The military
군정수 편집부(230)는 군정수 생산부(220)의 3차원 노심 수송계산에 의해 산출된 소격격자용 상수를 함수화하기 위한 데이터베이스 생산을 할 수 있다.The column
군정수 편집부(230)는 소격격자별 중성자, 단면적, 경계면 불연속인자 중 적어도 하나의 데이터베이스를 처리하고 상수를 함수화하여 소격격자별 상수 데이터베이스를 편집할 수 있다.The constellation
노심 해석부(240)는 원자로 노심을 3차원으로 배열된 다수개의 소격격자 구역으로 나누고 중성자속의 분포 및 변화를 해석할 수 있다.The
노심 해석부(240)는 군정수 편집부(230)에서 생성된 소격격자별 상수 데이터베이스를 기초로 3차원 노심 소격격자 확산계산을 할 수 있다. 3차원 노심 소격격자 확산계산은 연소계산이 불필요하게 되어 소격격자별 상수에서 연소계산에 필요한 상수를 제외할 수 있다. 또한 3차원 노심 소격격자 확산계산은 특정 연소도에 대한 상수로만 구성될 수 있어서 단순한 형태를 가질 수 있다.The
<수학식2>는 3차원 노심 소격격자 확산계산을 나타내는 수학식이다.Equation (2) is a mathematical expression for calculating the three-dimensional core dislocation lattice diffusion.
<수학식2>의 는 중성자속(flux)을 의미하며 는 확산계수(diffusion coefficient)를 의미한다. 는 흡수, 산란, 핵분열 핵반응 단면적을 각각 의미하고, 는 핵분열당 생성되는 중성자수를 의미하며, 는 핵분열 중성자의 에너지 스펙트럼을 의미한다. 은 중성자의 위치를 의미하고, 는 중성자의 에너지를 의미하며, 는 유효증배계수를 의미한다. In Equation (2) Means a neutron flux Means a diffusion coefficient. , Respectively, mean the absorption, scattering, and cross-sectional area of the fission nuclear reaction, Means the number of neutrons generated per fission, Means the energy spectrum of fission neutrons. Is the position of the neutron, Means the energy of a neutron, Means the effective multiplication factor.
<수학식 2>에서 는 원자로 노심을 구성하는 물질의 연소에 따라 변화하는 값으로 연소계산을 수행하여 구해야 하는 변수이지만 상수생산 과정에서 미리 연소계산을 수행하여 산출된 값이므로 소격격자 확산계산에서는 연소에 따른 변화를 고려할 필요가 없게 되었다. In Equation (2) Is a variable that must be obtained by carrying out combustion calculation at a value that changes according to the combustion of the material constituting the reactor core. However, since it is the value calculated by performing the combustion calculation in advance in the production process of the constant, .
<수학식 2>는 중성자속 과 유효증배계수 를 구할 수 있다. 노심해석부(240)는 산출된 중성자속 분포 및 증배계수를 기초로 노심의 출력분포 및 유효증배계수를 산출할 수 있다.
Equation (2) And effective multiplication factor Can be obtained. The
도 3은 일반적인 원자로 노심 전체모델의 상부를 도시한 단면도이고, 도 4는 일반적인 원자로 노심 전체모델의 측면을 도시한 측면도이다.FIG. 3 is a sectional view showing an upper part of a general nuclear reactor core model, and FIG. 4 is a side view showing a side view of a general nuclear reactor core model.
도 3 내지 도 4를 참조하면, 원자로 노심(10)은 원자로의 중심부로서, 핵연료 다발을 포함할 수 있다. 또한 원자로 노심(10)은 핵연료체로부터 방출되는 고속 중성자를 열중성자로 감속시키기 위한 감속재 및 발생된 엄청난 열을 제거하는 냉각재 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 여기서, 감속재는 원자로의 종류에 따라 물, 흑연 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.Referring to FIGS. 3 to 4, the reactor core 10 may include a nuclear fuel bundle as a central portion of the reactor. The reactor core 10 may further include at least one of a moderator for decelerating the high-speed neutrons emitted from the nuclear fuel assembly to thermal neutrons, and a coolant for eliminating the generated excessive heat. Here, at least one of water and graphite may be used as the moderator depending on the type of reactor.
원자로 노심(10)은 노심 해석부(240)를 통해 노심에서의 중성자속을 해석할 수 있다. 노심 해석부(240)는 노심 내부를 다수의 3차원 격자로 나누고 노심의 중성자속의 분포 및 변화를 해석할 수 있다.
The reactor core 10 can analyze the neutron flux in the core through the
도 5는 본 발명의 일 실시예를 따른, 가압 경수로 노심해석 절차를 도시한 예시도이다.5 is an exemplary view showing a pressurized light water reactor core analysis procedure according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 가압 경수로 노심해석은 라이브러리 생산부(210), 군정수 생산부(220), 군정수 편집부(230) 및 노심 해석부(240) 중 적어도 하나를 이용하여 노심해석을 할 수 있다.5, the pressurized light water reactor core analysis can be performed using at least one of the
입력부(110)는 핵종별 상세 중성자 반응 단면적 정보를 생성하기 위한 데이터를 입력을 받을 수 있다. 상기 데이터는 ENDF 핵자료일 수 있다.The
라이브러리 생산부(210)는 입력부(110)에서 입력받은 데이터를 이용하여 원자로 노심의 중성자 해석에 필요한 핵종별 상세 중성자 반응 단면적(520)을 생성할 수 있다. The
라이브러리 생산부(210)는 생성된 핵종별 상세 중성자 반응 단면적(520)을 기초로 다군 단면적 라이브러리(Muti-group Library)(530)를 생성할 수 있다. 다군 단면적 라이브러리(530)는 다군 이론을 기초로 중성자의 확산이나 수송현상을 해석하기 위한 라이브러리이다.The
군정수 생산부(220)는 라이브러리 생산부(210)에서 생성된 다군 단면적 라이브러리(530)를 이용하여 노심전체를 정밀한 3차원 노심 모델(540)로 모사할 수 있다. 3차원 노심 모델(540)은 확대한 그림(540')에서 핵연료집합체(545) 내부가 연료봉(541)을 포함한 상세한 모델로 구성된 것을 확인할 수 있다.The
군정수 생산부(220)는 모사된 3차원 노심 모델(540)을 이용하여 3차원 노심 수송계산(550)을 할 수 있다. 3차원 노심 수송계산(550)은 직접 핵연료의 연소에 따른 노심 특성을 분석하기 위한 연소계산도 할 수 있다.The
군정수 생산부(220)는 산출된 3차원 노심 수송계산(550)을 이용하여 노심 전체 중성자 스펙트럼 및 분포(560)를 생성할 수 있다. 노심 전체 중성자 스펙트럼 및 분포(560)는 노심 전체의 기하구조화 구성에 따른 효과가 반영될 수 있다.The tower
군정수 편집부(230)는 생성된 노심 전체 중성자 스펙트럼 및 분포(560)를 이용하여 소수군 라이브러리(Few-group Library)(570)를 생성할 수 있다. 소수군 라이브러리(570)는 소격격자용 상수를 포함할 수 있다. 군정수 편집부(230)는 생성된 소수군 라이브러리(570)를 이용하여 소격격자용 상수를 소격격자별 함수화를 위해 편집할 수 있다.The
군정수 편집부(230)는 편집된 소격격자용 상수를 이용하여 소격격자별 상수(580)를 생성할 수 있다. 군정수 편집부(230)는 각 노드별 등가상수를 보론 농도, 핵연료 온도 및 냉각재 밀도의 함수화하여 소격격자별 상수(580)을 생성할 수 있다.The
노심 해석부(240)는 소격격자별 상수(580)을 기초로 3차원 노심 소격격자 확산계산(590)을 수행할 수 있다. 3차원 노심 소격격자 확산계산(590)은 연소계산이 불필요하게 되어 소격격자별 상수 중 연소계산에서 필요한 상수를 제외할 수 있다. 3차원 노심 소격격자 확산계산(590)은 특정 연소도에 대한 상수로만 구성될 수 있다. 즉, 3차원 노심 소격격자 확산계산(590)은 소격격자별 연소도가 확정된 상태에서 수행되므로 변수에서 연소도를 제외할 수 있고, 상수 형태가 단순해질 수 있으며, 연소도 함수화에 따른 오차 발생 요인이 제거될 수 있다.The
노심 해석부(240)는 산출된 중성자 확산계산(590)을 통하여 3차원 중성자속 분포() 및 유효증배계수()(600)를 산출할 수 있다.
The
도 6은 일반적인 출력분포 오차 및 본 발명의 출력분포 오차를 비교한 예시도이다. 도 6의 출력분포 오차는 영광 원자력 3호기의 1주기 주기초 1/8 대칭 노심을 대상으로 비교 해석을 수행한 결과이다.6 is an exemplary view comparing a general output distribution error and an output distribution error of the present invention. The output distribution error in Fig. 6 is the result of a comparative analysis of 1 / 8th symmetric core of one cycle of Yeonggwang Nuclear Power Plant No. 3.
도 6을 참조하면, 출력분포는 원자로 노심내의 열출력 공간분포를 말한다.Referring to FIG. 6, the output distribution refers to the thermal output spatial distribution within the reactor core.
도 6은 종래의 방법으로 생산한 상수(2차원 상수) 및 본 발명의 방법으로 생산한 상수(3차원 상수)로 각각 노심해석을 수행한 것을 나타낸다. 각 상수는 각각 노심해석을 수행하여 핵연료 집합체별 반경방향 출력분포의 %차이를 나타낸다. 도 6은 2차원 상수계산의 출력분포 오차보다 3차원 상수계산의 출력분포 오차가 더 적은 수치로 나타내고 있다.
FIG. 6 shows that the core analysis is performed using constants (two-dimensional constants) produced by the conventional method and constants (three-dimensional constants) produced by the method of the present invention. Each constant represents the percent difference of the radial power distribution for each fuel assembly by performing core analysis. FIG. 6 shows the output distribution error of the three-dimensional constant calculation is smaller than the output distribution error of the two-dimensional constant calculation.
도 7은 일반적인 노심 유효증배계수 오차 및 본 발명의 노심 유효증배계수 오차를 비교한 예시도이다. 도 7의 유효증배계수 오차는 영광 원자력 3호기의 1주기 주기초 1/8 대칭 노심을 대상으로 비교 해석을 수행한 결과이다.FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a comparison between a normal core augmentation factor error and a core effective augmentation factor error of the present invention. 7 is a result of a comparative analysis of a 1/8 symmetric core of the first cycle of Yonggwang Nuclear Power Plant No.3.
도 7을 참조하면, 유효증배계수는 어떤 시간내에 흡수, 누설 등에 의해 잃은 전체 중성자수에 대해 발생한 총 중성자수의 비이다. Referring to FIG. 7, the effective multiplication factor is a ratio of the total number of neutrons generated to the total number of neutrons lost due to absorption, leakage, or the like within a certain time.
도 7은 종래의 방법으로 생산한 상수(2차원 상수) 및 본 발명의 방법으로 생산한 상수(3차원 상수)로 각각 노심해석을 수행한 것을 나타낸다. 도 7은 2차원 상수계산의 유효증배계수 오차보다 3차원 상수계산의 유효증배계수 오차가 더 적은 수치를 나타내고 있다. 즉, 도 7은 2차원 상수계산의 유효증배계수보다 3차원 상수계산의 유효증배계수가 실제 유효증배계수와의 차이가 적다는 것을 의미한다.
FIG. 7 shows that the core analysis is performed using constants (two-dimensional constants) produced by the conventional method and constants (three-dimensional constants) produced by the method of the present invention. FIG. 7 shows a smaller value of the effective multiplication error of the three-dimensional constant calculation than the effective multiplication error of the two-dimensional constant calculation. That is, FIG. 7 means that the effective multiplication factor of the three-dimensional constant calculation is smaller than the actual effective multiplication factor of the two-dimensional constant calculation.
도 8은 본 발명의 일 실시예를 따른, 3차원 노심해석용 상수 생산방법을 도시한 순서도이다.8 is a flowchart illustrating a method for producing a constant for a three-dimensional core analysis according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 3차원 노심해석용 상수 생산방법은 3차원 노심 해석으로 노심의 출력분포 및 유효증배계수를 정확하게 산출한다.Referring to FIG. 8, the method for producing a constant for three-dimensional core analysis accurately calculates the output distribution and effective multiplication factor of a core by a three-dimensional core analysis.
라이브러리 생산부(210)는 핵종별 상세 중성자 반응 단면적 정보(520)를 생성한다(S110). 라이브러리 생산부(210)는 ENDF 핵자료(510)를 이용하여 핵종별 상세 중성자 반응 단면적 정보(520)를 생성할 수 있다.The
군정수 생산부(220)는 라이브러리 생산부(210)에서 생성된 핵종별 상세 중성자 반응 단면적 정보(520)를 기초로 3차원 노심 수송계산(550)을 한다(S120). 군정수 생산부(220)는 3차원 노심 수송계산(550)에서 직접 핵연료의 연소에 따른 노심 특성을 분석하기 위한 연소계산을 수행할 수 있다. 또한 군정수 생산부(220)는 산출된 3차원 노심 수송계산(550)을 기초로, 노심전체 중성자 스펙트럼 및 분포(560)를 생성한다. 군정수 생산부(220)가 3차원 노심 수송계산(550)을 함으로써 중성자 반응단면적 및 경계면 불연속인자 등 소격격자 상수 편집에 사용되는 중성자 스펙트럼 및 분포(560)는 노심 전체의 기하구조화 구성에 따른 효과가 반영될 수 있다. The head
군정수 편집부(230)는 생성한 노심전체 중성자 스펙트럼 및 분포(560)를 이용하여 소격격자용 상수를 편집한다(S130). 제어부(120)는 붕산 농도, 핵연료온도, 냉각재 온도 및 제어봉 삽입 등 격자 내 운전조건을 변화시키는 분기계산 및 소격격자별 상수를 함수화하기 위한 소격격자용 상수를 편집할 수 있다. 군정수 편집부(230)는 편집된 소격격자용 상수를 이용하여 소격격자별 상수(580)를 생성한다. The constellation
노심 해석부(240)는 생성된 소격격자별 상수(580)를 이용하여 3차원 노심 소격격자 확산 계산(590)을 한다(S140). 노심 해석부(240)는 3차원 노심 소격격자 확산계산(590)을 통하여 노심의 3차원 중성자속 및 유효증배계수(600)를 산출할 수 있다. 노심 해석부(240)는 3차원 노심 소격격자 확산계산(590)에서 불필요해진 연소계산에 필요한 변수를 제외할 수 있다. 또한 노심 해석부(240)는 상기 제외된 변수 대신 특정 연소도에 대한 상수로만 구성할 수 있어서 보다 단순한 형태가 될 수 있다.The
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 장치에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 장치에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.The present invention can also be embodied as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer apparatus is stored. Examples of the computer-readable recording medium include a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage device, and the like, and may be implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission via the Internet) . The computer-readable recording medium may also be distributed to networked computer devices so that computer readable code can be stored and executed in a distributed manner.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation in the embodiment in which said invention is directed. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the scope of the appended claims.
1: 3차원 노심해석용 상수 생산장치 10: 원자로
110: 입력부 120: 제어부
130: 저장부 210: 라이브러리 생산부
220: 군정수 생산부 230: 군정수 편집부
240: 노심 해석부 1: Constant production device for three-dimensional core analysis 10: reactor
110: input unit 120:
130: storage unit 210: library production unit
220: Military water production section 230: Military water section editor
240: Core analysis section
Claims (7)
핵종별 상세 중성자 반응 단면적 정보를 생성하기 위한 데이터를 입력받는 입력부;
상기 입력된 데이터를 기초로 상기 핵종별 상세 중성자 반응 단면적 정보를 생성하는 라이브러리 생산부;
상기 생성된 핵종별 상세 중성자 반응 단면적 정보를 기초로 3차원 노심 수송계산을 하여, 노심 전체 중성자 스펙트럼 및 분포를 생성하는 군정수 생산부;
상기 생성된 노심 전체 중성자 스펙트럼 및 분포를 기초로 소격격자용 상수를 편집하여, 소격격자별 상수를 생성하는 군정수 편집부; 및,
상기 생성된 소격격자별 상수를 기초로 3차원 노심 소격격자별 확산 계산을 수행하여, 3차원 중성자속 분포 및 유효증배계수를 생성하는 노심 해석부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 원자로 노심 수송해석에 기반한 소격격자 노심 해석용 상수 생산장치.
In a constant water production apparatus for three-dimensional core analysis,
An input unit for receiving data for generating nuclear type detailed neutron response cross-sectional information;
A library production unit for generating the nuclear type detailed neutron response cross-sectional information based on the input data;
A three-dimensional core transport calculation based on the generated nuclear type detailed neutron reaction cross-sectional information, to generate a nuclear whole neutron spectrum and distribution;
A ruling number editing unit for editing constants for the excitation lattice based on the generated whole core neutron spectra and distribution to generate constants for each excitation lattice; And
A core analysis unit for performing diffusion calculation for each three-dimensional core excitation lattice on the basis of the generated constellation for each excitation lattice to generate a three-dimensional neutron flux distribution and an effective multiplication factor,
Wherein the reactor is provided with a reactor core and a reactor core.
상기 입력된 데이터는 ENDF(Evaluated Nuclear Data File) 핵자료인 것을 특징으로 하는 3차원 원자로 노심 수송해석에 기반한 소격격자 노심 해석용 상수 생산장치.
The method according to claim 1,
Wherein the input data is an ENDF (Evaluated Nuclear Data File) nuclear material. The apparatus for producing a constant for a vacancy lattice core analysis based on a nuclear reactor core transport analysis.
상기 3차원 노심 수송계산은 핵연료의 연소에 따른 노심 특성을 분석하기 위한 입자의 수밀도를 산출하는 것을 특징으로 하는 3차원 원자로 노심 수송해석에 기반한 소격격자 노심 해석용 상수 생산장치.
The method according to claim 1,
Wherein the three-dimensional core transport calculation is to calculate the number density of particles for analyzing the core characteristics of the nuclear fuel according to the combustion of the nuclear fuel.
상기 3차원 노심 소격격자 확산계산은 연소계산을 통해 연소도 변수가 상수로 변경되고, 상기 연소도 변수의 함수화에 따른 오차가 제거되는 것을 특징으로 하는 3차원 원자로 노심 수송해석에 기반한 소격격자 노심 해석용 상수 생산장치.
The method according to claim 1 or 4,
The three-dimensional core dislocation lattice diffusivity calculation is characterized in that the combustion degree variable is changed to a constant through the combustion calculation and the error according to the functioning of the combustion degree parameter is eliminated. Constant water production equipment.
상기 노심 전체 중성자 스펙트럼 및 분포는 노심 전체의 기하구조화 구성에 따른 특성이 반영되는 것을 특징으로 하는 3차원 원자로 노심 수송해석에 기반한 소격격자 노심 해석용 상수 생산장치.
The method according to claim 1,
Wherein the nuclear neutron spectrum and distribution of the core are reflected in characteristics of the geometry of the core as a whole.
ENDF(Evaluated Nuclear Data File) 핵자료를 기초로 핵종별 상세 중성자 반응 단면적 정보를 생성하는 단계;
상기 생성된 핵종별 상세 중성자 반응 단면적 정보를 기초로 3차원 노심 수송계산을 수행하여, 노심 전체 중성자 스펙트럼 및 분포를 생성하는 단계;
상기 생성된 노심 전체 중성자 스펙트럼 및 분포를 기초로 소격격자용 상수를 편집하여, 소격격자별 상수를 생성하는 단계; 및
상기 생성된 소격격자별 상수를 기초로 3차원 노심 소격격자 확산 계산을 수행하여, 3차원 중성자속 분포 및 유효증배계수를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 원자로 노심 수송해석에 기반한 소격격자 노심 해석용 상수 생산방법.
In the method of producing a constant for three-dimensional core analysis,
Generating nuclear neutron specific cross-sectional area information based on an Evaluated Nuclear Data File (ENDF) nuclear data;
Performing three-dimensional core transport calculations based on the generated nuclear type detailed neutron reaction cross-sectional information to generate a nuclear whole neutron spectrum and distribution;
Generating a constellation for each excitation lattice by editing constants for the excitation lattice based on the generated whole core neutron spectrum and distribution; And
And generating a three-dimensional neutron flux distribution and an effective multiplication factor by performing a three-dimensional core dislocation lattice diffusion calculation based on the generated constant for each of the excitation lattices. Constant production method for lattice core analysis.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109215822A (en) * | 2018-09-13 | 2019-01-15 | 中国核动力研究设计院 | A kind of scram reactivity measuring method |
KR20210059194A (en) | 2019-11-15 | 2021-05-25 | 울산과학기술원 | A group constant generation method using stochastic theory of neutron transport and a group constant generation device |
CN114387421A (en) * | 2022-01-17 | 2022-04-22 | 哈尔滨工程大学 | Method for acquiring reactor core parameters of pebble bed reactor based on CMFD accelerated transport calculation |
KR20220128952A (en) * | 2021-03-15 | 2022-09-22 | 전북대학교산학협력단 | Providing Method for Fusion reactor design and electronic device supporting the same |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007192550A (en) | 2006-01-17 | 2007-08-02 | Toshiba Corp | Method of calculating particle transportation, calculation device and program, method of calculating nuclear constant, calculation device and program, nuclear reactor simulation method, nuclear reactor simulator, and nuclear reactor simulation program |
-
2013
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007192550A (en) | 2006-01-17 | 2007-08-02 | Toshiba Corp | Method of calculating particle transportation, calculation device and program, method of calculating nuclear constant, calculation device and program, nuclear reactor simulation method, nuclear reactor simulator, and nuclear reactor simulation program |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
주한규. 수출지향적 원전설계코드 개발. 2009. 7. 7. * |
주한규. 수출지향적 원전설계코드 개발. 2009. 7. 7.* |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109215822A (en) * | 2018-09-13 | 2019-01-15 | 中国核动力研究设计院 | A kind of scram reactivity measuring method |
CN109215822B (en) * | 2018-09-13 | 2022-08-05 | 中国核动力研究设计院 | Rod drop reactivity measurement method |
KR20210059194A (en) | 2019-11-15 | 2021-05-25 | 울산과학기술원 | A group constant generation method using stochastic theory of neutron transport and a group constant generation device |
KR102261185B1 (en) * | 2019-11-15 | 2021-06-07 | 울산과학기술원 | A group constant generation method using stochastic theory of neutron transport and a group constant generation device |
KR20220128952A (en) * | 2021-03-15 | 2022-09-22 | 전북대학교산학협력단 | Providing Method for Fusion reactor design and electronic device supporting the same |
KR102609504B1 (en) | 2021-03-15 | 2023-12-04 | 전북대학교산학협력단 | Providing Method for Fusion reactor design and electronic device supporting the same |
CN114387421A (en) * | 2022-01-17 | 2022-04-22 | 哈尔滨工程大学 | Method for acquiring reactor core parameters of pebble bed reactor based on CMFD accelerated transport calculation |
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