Page 146 - 核能协会奖励公报2023（终版20240607）
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2023
压水堆堆芯多层级中子学及
多物理耦合分析技术与工程应用 [2023HNJ01F]
了三维全堆芯计算收敛性技术难题，形成了燃料
棒内子区层级的中子学分析技术。
（2）发明了物理 - 热工 - 燃料力学紧耦合
非线性分析技术。建立了基于尺度变换和物理预
处理的 JFNK 多物理紧耦合非线性分析方法，攻
克了多物理耦合计算收敛难的问题；提出了基于
动态时间步长的改进预估校正方法，建立了物理
- 热工 - 燃料力学紧耦合加速技术，实现了计
算效率的显著提升。
（3）发明了虚实数据融合的快速堆芯通量
测量技术。提出了堆内中子探测器活度分布数值
模拟和试验测量的虚实数据三维变分融合方法，
通过对氙振荡过程的精准预测，实现了堆芯通量
的快速测量，大幅缩短了核电厂换料大修升功率
台阶试验的等待时间。
该项目在 17 项国家级课题、30 项企业课题
一 压水堆是我国核电的主力堆型，近年来，出 的支持下完成，研究成果获授权发明专利 32 项、
等 现了一系列的创新设计，导致堆芯非均匀性更强、
奖 软件著作权 15 项；在国际权威期刊发表 SCI 论
多物理耦合更紧密，为了提升反应堆的安全性和 文 64 篇，国内核心期刊发表 EI 论文 50 篇。研
经济性，需要更加精细的中子学和多物理耦合分 究成果已被三大核电集团、生态环境部核与辐射
析技术。然而，传统基于组件均匀化的中子学和 安全中心等单位应用于实际工程，创造了显著的
基于脱耦简单迭代的多物理分析技术无法满足以 经济效益，对我国提升压水堆自主设计能力以及
上需求。 促进核电“走出去”等战略的实施具有重要的社
针对以上问题，经过 15 年共 300 人年的持 会价值。
续攻关，建立了压水堆堆芯多层级中子学及多物
理耦合分析技术，并成功应用于“华龙一号”、
“国和一号”等国家重大工程项目。该项目突出
的发明点包括：
（1）发明了多层级的堆芯中子学分析技术。
建立了光薄栅元等效均匀化理论，攻克了空间强
非均匀条件下栅元均匀化参数计算的技术难题，
形成了栅元层级的中子学分析技术；发明了角通
量泄漏项分割技术与三重 CMFD 加速技术，攻克
完成单位：西安交通大学
通讯地址：陕西省西安市碑林区西安交通大学核科学与技术学院
联.系.人：祖铁军..电话：18092795565
电子邮箱：tiejun@mail.xjtu.edu.cn
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