ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ
ВАНТ. Серия: Ядерно-реакторные константы


Расширенное продолжение серии: Ядерные константы c 1971 года
ISSN 2414-1038 (online)

Аннотация

В комплексе программ САПФИР_95&RC_ВВЭР, аттестованном в Ростехнадзоре РФ для расчета нейтронно-физических характеристик реакторов типа ВВЭР, расчет потвэльного энерговыделения основывается на суперпозиции микрораспределения потока нейтронов в кассете и макрораспределения по реактору в целом (далее «метод суперпозиции»). Микрораспределения рассчитываются с использованием программы САПФИР_95 на основе решения уравнения переноса в бесконечной решетке ТВС методом ВПС, а изменения макропотока по активной зоне рассчитываются в диффузионном приближении по программе RC_ВВЭР.

Этот метод обеспечивает оперативный расчет потвэльного энерговыделения при приемлемой точности. Однако он имеет ограничения, связанные, прежде всего с тем, что моделирование реактора идет за счет гомогенизации конструкций реактора (ТВС, воды межкассетного зазора, отражателя). В частности, такой подход не может корректно учесть влияние конструкционных особенностей элементов отражателя на энерговыделение в твэлах на границе активной зоны.

Для повышения точности расчета потвэльных характеристик и получения возможностей оценки погрешности этих расчетов, в комплекс программ САПФИР_95&RC_ВВЭР введена возможность решения уравнения диффузии нейтронов на правильной гексагональной конечно-разностной сетке, соответствующей решетке твэлов в активной зоне (далее «прямой метод»).

Прямой, потвэльный, метод расчета более сложен и громоздок, но позволяет явно прорисовать структуру активной зоны и бокового отражателя. Такой подход использует решение уравнения диффузии на мелкой сетке, соответствующей шагу решетки твэлов, что ведет к увеличению времени, затрачиваемого на расчет одного состояния реактора. У прямого метода есть и более существенный недостаток, связанный с методической погрешностью расчета диффузионного приближения при моделировании выгорания СВП и твэгов. Поэтому в комплексе программ САПФИР_95&RC_ВВЭР предложена и реализована комбинированная схема расчета потвэльного энерговыделения, в которой распределения выгорания рассчитываются методом суперпозиции и является входными данными при проведении расчета микрополей энерговыделения. Кроме распределения выгорания на основе расчета методом суперпозиции получаются распределения температуры топлива и плотности теплоносителя, которые также являются входными данными при расчете потвэльных энерговыделений «прямым» методом.

В статье изложена схема расчета потвэльного энерговыделения комбинированным методом, реализованная в комплексе программ САПФИР_95&RC_ВВЭР. Приведены результаты тестирования, иллюстрирующие преимущества комбинированного метода в сравнении с прямым расчетом и расчетом методом суперпозиции.

Ключевые слова
комплекс программ САПФИР_95&RC_ВВЭР, реактор типа ВВЭР, потвэльное энерговыделение, линейная нагрузка твэла, поток нейтронов, комбинированный метод, метод суперпозиции

Полная версия статьи (PDF)

УДК 621.039.54:004.94

Вопросы атомной науки и техники. Cер. Ядерно-реакторные константы, 2014, вып. 3, 3:10