高通量工程试验堆与MCNP程序的接口程序的开发

由于 ＨＦ Ｔ 堆 芯是 由各 种栅元 构成 的 ，只 ＥＲ 是各栅 元 的几 何形状 和实体 材料 组 成不一 ，如 果
采用面向过程的计算机程序语言如 Ｆ Ｒ Ｒ Ｎ来 ＯＴＡ 描述将是十分烦琐和困难 ，因此 ，采用面向对 象的计算机程序语 言如 ｃ ＋ ＋ 来描述 ，创建一个 ＤＸＳ 类 ，该类 自己处 理 几何描 述 和材料 描述 ， Ｙ 堆芯内每一个实际栅元就是Ｄ Ｓ Ｘ Ｙ类 的一个具体 实例 ：对 象 。 ．
高通量工程试 验堆与 ＭＣＮ Ｐ程序 的 接 口程序 的开发
邱立青 ，傅 蓉 ，邓才玉
（ 中国核 动力研 究设 计院 ，成都 ，６ ００ ） １０ ５
摘要 ： 为了对高通量工程试 验堆 （ Ｅ Ｒ堆 芯进行 ＭＣ Ｐ程 序的描述 ， ＨＦ Ｔ ） Ｎ 自行研制开发 了 Ｈ Ｅ Ｒ与 ＭＣ ＦＴ ＮＰ 程序 的接 口程序——Ｍｃ Ｉ ＮＰＰ程序 。本文主要介 绍了 ＭＣ ＰＰ程序的核心 Ｄ Ｙ类 、ＭＣ ＰＰ程序流程 、 Ｎ Ｉ ＸＳ Ｎｉ ＭＣ ＰＰ程序 中燃料元件材料成分的处 理以及软硬件要求 ， Ｎ Ｉ 最后通过实际应 用验证 了 ＭＣ ＰＰ程序的有效性 。 ＮＩ 关键词 ：高通量工程试验 堆 ；蒙特卡罗方法 ；ＭＣ ＮＰ程序 ；接 口程 序 ；ＭＣ Ｉ ＮＰＰ程序
高度 等参数 ，自动生 成 ＭＣ Ｐ程序 的输入文 件 ， Ｎ
收稿 日期 ：２０－８２；修 回 日期 ：２ ０—７０ ０６０ —２ ０６０—４
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邱立 青等 ：高通 量工程试验堆与 ＭＣ ＮＰ程序 的接 口程序的开发
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等堆内构件的具体布置位置） 自动生成 Ｈ Ｅ Ｒ堆 ＦＴ 芯装载布置示意图，便于使用者检查堆芯装载的
中图 分类 号 ：Ｔ Ｌ Ｌ ４１ １ 文 献 标 识 码 ：Ａ
１ 前 言 利用 ＭＣ Ｐ程序对物理问题进行计算 ，必 Ｎ
须对 问题进 行详细准 确 的描 述 ，这关 系到 问题 计 算 的可靠性 和准确性 。对 核反应 堆而 言 ，必须 对 反应 堆堆芯 进行准确 的描述 ，包 括堆 芯 内几何 结 构 、各种不 同 的材 料 以及源 的描 述 。 高通量 工程试验 堆 （Ｆ Ｔ ） 芯有 ３０多个 Ｈ Ｅ Ｒ堆 ０ 六角形栅元【 １ Ｊ 。各栅元位置布置的组件不同，描 述 也各 不相 同。如燃 料元 件 占据一个 栅元 ，要描
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核 动 力 工 程
Ｎ ｕｃｅ ｒＰｏ ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｌ ａ ｗ ｒＥｎ ｉ ｅ ｒｎ
Ｖｌ ．２８．Ｎ ｏ４ ０ １ ． ：０ ５ —９ ６２ ０ ）４０ －５ ２ ８０ ２ （０ ７０ —０ ０ １ ６
芯 内一 般布置有 ７ ～８ ０ ０盒燃 料元 件 ， 盒燃料 元 每
ＭＣ Ｉ ＮＰＰ程序根 据 ＨＦ Ｔ Ｅ Ｒ堆芯装 载 布置 、
燃料元件功率分布和燃耗、控制棒高度等参数 ， 生成 ＭＣ Ｐ程序输入文件所要求的堆芯描述 ， Ｎ 包 括 曲面描述 、栅元几何描述、栅元材料描述和源 的描述 ， 从而 自动完成需由用户填写的 ＭＣ Ｐ Ｎ 程 序 输入 文件 ，对 堆芯进 行蒙特卡 罗计算 。具 体 功
的时 间很长而 且容易 出错 。为 了对 ＨＦ Ｔ 堆 芯 ＥＲ 进行 ＭＣ Ｐ程序 的描述 ， Ｎ 自行研 制开发 了前处 理
（ 燃料元件、控制棒 、 铍组件 、 铝组件、 钴组件等 堆 内构件的具体布置位置）燃料元件功率分布和 、 燃耗、 控制棒高度位置来生成 ＭＣ Ｐ程序要求 的 Ｎ 堆芯描述 ，包括 曲面描述、栅元几何描述 、栅元
解决 了 ＨＦ Ｔ Ｅ Ｒ复 杂 的堆 芯描述 ，提高 了 ＨＦ Ｔ ＥＲ
蒙特卡罗计算效率及准确性。
２ ＭＣ Ｉ ＮＰ Ｐ程 序
根据 ＭＣ Ｐ Ｎ 程序计算的需要及 Ｈ Ｅ Ｒ堆芯 ＦＴ 装载 的实 际情 况 ，采 用面 向对 象 的软 件工 程方 法 开 发了 Ｄ Ｙ类和 ＭＣ ＰＰ程 序 ， 程 序能完 整 ＸＳ Ｎ Ｉ 该 准确地描述 Ｈ Ｅ Ｒ堆芯装载， ＭＣ Ｐ ＦＴ 为 Ｎ 计算提供
必需 的输 入 。 ２１ 程序 功 能要 求 ．
述这个燃料元件栅元的几何结构则必须描述 ３ ４ 个 曲面 和 ２ ９个几何 体及 其材 料 ； 要描 述整个 堆芯 结 构 ， 般需要描 述 １ 多个 曲 面和 ３ ０ 一 万 ００多个 几 何体及其材料 ，并且堆芯装载稍有变动 ，则相应 的许多曲面和几何体都要重新描述 。Ｈ Ｅ Ｒ 堆 ＦＴ
npp程序根据hftmcier堆芯装载布置一结构般需要描述1多个曲面和30万00多个几燃料元件功率分布和燃耗控制棒高度等参数何体及其材料并且堆芯装载稍有变动则相应n包生成mcp程序输入文件所要求的堆芯描述的许多曲面和几何体都要重新描述
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第２ ８卷 第 ４ 期
正确性 。
２２ Ｄ Ｓ ． Ｘ Ｙ类
元 可 以为燃 料元 件 、铍组 件 、控制棒 或其 他组 件 的任意一 种 ，且其 横截 面形状 也不一 样 。 因此 ， 作 为一个 栅元 对象 ，它具 有坐标 、类 型 、形状 、 材 料密度 等属 性 。另外 ，为 了描述栅 元及 构成 还 需栅 元编 号 和曲面 编号 ２ 属性 。 个
能如下 ： （） ＮＰＰ程序 根据 ＨＦ Ｔ １ ＭＣ １ Ｅ Ｒ堆 芯装 载 布置
件的燃耗和功率都不一样 ，则须捕述 ４ ０ ４ ０ ２ ～ ８ 个栅元的材料和源分布，且材料的具体组成也不 宜确 定 。 因此 ，ＨＦ Ｔ Ｅ Ｒ堆 芯 的 ＭＣ Ｐ程 序描述非 常 Ｎ 复杂 ，靠人工对 Ｈ Ｅ Ｒ堆芯进行精细描述所花 ＦＴ
材料描 述 和源 的描述 。 （） Ｎ Ｉ ２ＭＣ ＰＰ程序 能根据 Ｈ Ｅ Ｒ 堆 芯装 载布 ＦＴ 置 燃料元 件 、控 制棒 、铍 组件 、铝组 件 、钴 组件
程序 ＭＣ ＰＰ程序。该程序根据 Ｈ Ｅ Ｒ堆芯装 ＮＩ ＦＴ
载 布置 、燃料 元件功 率分 布 、燃 耗深度 及控制 棒