Сборник тезисов докладов IX Международной молодежной научной конференции

Полярное сияние 2006

Ядерное будущее: безопасность, экономика и право

Содержание сборника

Секция «Безопасность ядерных технологий»

Все доклады секции


АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ МОДЕЛИ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ДЛЯ АДАПТАЦИИ КОДА RELAP5 К УСЛОВИЯМ РОССИЙСКИХ ЯЭУ

Лазарев В.О., Меньшиков Я.А., Воробьёв Ю.Б.

Московский энергетический институт (ТУ)

Буланов А.В., Лукашенко М.Л.

РНЦ «Курчатовский Институт»

В настоящее время для анализа динамики работы ЯЭУ используются двухфазные неравновесные системные коды, в частности RELAP5. При их создании в 70 – 80х годах изначально преследовалась цель моделирования аварийных процессов реакторов типа PWR, и главная задача заключалась в оценке интегральных эффектов всей установки. Причиной этого было отсутствие в то время ЭВМ с достаточной вычислительной мощностью, а также физико-математических моделей для более точного описания процессов, происходящих в ЯЭУ. На сегодняшний день вычислительные ресурсы стали значительно более доступными, а физико-математические модели более совершенными.

Основываясь на этом, в докладе предлагается следующий путь улучшения расчетных кодов применительно к моделированию физических процессов в российских ЯЭУ: создание программно-аналитического комплекса, состоящего из некоторого набора расчетных программ, каждая из которых обеспечивает устранение соответствующих недостатков при моделировании тех или иных процессов, происходящих в ЯЭУ, стандартными методами. Все эти программы связываются с интегральным кодом для обмена информацией в процессе расчета. Важной особенностью данного комплекса является использование концепции параллельных расчетов. В докладе представлены основные положения архитектуры предлагаемого комплекса и некоторые результаты расчетов.

На данном этапе рассматриваются две задачи:

1.        улучшение моделирования теплообмена между стенкой и потоком двухфазной жидкости;

2.        усовершенствование моделирования кинетики реактора.

Стандартная геометрия в RELAP5 при моделировании теплообмена – круглая труба. Для других геометрий используются соответствующие поправки.

Пучок стержней – необходимая геометрия для моделирования активной зоны реактора или теплопередающей поверхности парогенератора и других теплообменных аппаратов. В работе рассматриваются корреляции, использованные в RELAP5 для расчета коэффициентов теплоотдачи при вертикальном продольном обтекании пучка стержней двухфазной жидкостью. Рассмотрены различные режимы течения и теплообмена. Предлагается использовать альтернативные соотношения для расчета коэффициентов теплоотдачи при вынужденном турбулентном течении, при пузырьковом кипении.

При расчете энерговыделения в активной зоне в RELAP5 используется точечная модель кинетики реактора, то есть считается, что профиль распределения потока нейтронов по пространству активной зоны не меняется во времени.

В качестве альтернативы предлагается модель пространственной кинетики реактора для учета пространственных эффектов, вызываемых перемещением рабочей группы органов регулирования при работе реактора. Для расчета нейтронно-физических констант, используемых при решении соответствующих уравнений кинетики реактора, в комплекс вводится программа WIMSD5.