壓水堆堆芯多專業耦合計算軟件COMPCS的研制與初步應用

李治剛，安 萍，潘俊杰，趙文博，劉盧果，宮兆虎，蘆 韡,強勝龍，賀 濤

(中國核動力研究設計院 核反應堆系統設計技術重點實驗室，成都610213)

由于輕水堆的中子物理與熱工水力之間存在強烈的反饋現象，故在進行壓水堆的堆型設計與安全分析時必須考慮物理-熱工耦合現象[1]。為能準確模擬反應堆物理-熱工耦合現象，近年來，國內外針對輕水堆開展了大量的物理-熱工耦合研究，研發了反應堆多物理耦合計算方法和模擬軟件。例如，針對堆芯的物理-熱工耦合計算程序有PARCS[2]，DYN3D[3]，ANCK[4]，NODAL3[5]，NALSANMT/CORBA-IV[6]等；包含反應堆系統及堆芯物理-熱工耦合的計算程序有PARCS/TRACE[7]，CTSS[8]，DYN3D/ATHLET[3]等。在對存在明顯物理-熱工反饋且堆芯功率分布不均的事故過程分析中，必須采用3維物理-熱工耦合分析方法。彈棒事故是反應性事故中最嚴重的一種[9]，可能會威脅燃料棒包殼和壓力容器的完整性，在壓水堆安全分析中必須對其進行評價。傳統的彈棒事故評價方法是采用2維與1維相結合的方法模擬堆芯中子動力學。近年來，美國和法國發展了3維動力學分析方法用于彈棒事故分析，如法國AREVA公司開發的SMART 3D+FLICA III+THEMIS+COMBAT系統[10]、美國西屋公司開發的TWINKLE+FACTRAN+LOFTRAN系統[11]及美國核管理委員會開發的PARCS/TRACE/ROBIN系統[12]，已分別用于嶺澳核電站、大亞灣核電站和秦山核電站二期的彈棒事故分析。我國也開發了多套3維時空中子動力學計算軟件，如中國核動力研究設計院開發的CORCA-K[13]及西安交通大學開發的NECP-Bamboo[14]等，這些軟件為研發自主的彈棒事故3維動力學分析系統提供了基礎。……