Авторы
Бикеев А.С., Дайченкова Ю.С., Калугин М.А., Шкаровский Д.А.
Организация
Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», Москва, Россия
Бикеев А.С. – начальник лаборатории программного обеспечения. Контакты: 123182, Москва, пл. Академика Курчатова 1. Тел.: (499) 196-96-43; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Дайченкова Ю.С. – инженер, Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт».
Калугин М.А. – научный руководитель Курчатовского комплекса атомной энергетики, доктор технических наук.
Шкаровский Д.А. – начальник отдела реперных расчётов ядерных реакторов, кандидат физико-математических наук.
Аннотация
В работе решалась задача определения оптимальных параметров моделирования выгорания активной зоны реакторной установки типа ВВЭР-1000 с использованием реализующей метод Монте-Карло прецизионной программы MCU. Для решения поставленной задачи рассматривалось выгорание бесконечной по высоте решётки ТВС ВВЭР-1000, ТВС содержит 27 твэгов – тепловыделяющих элементов с интегрированным в топливо выгорающим поглотителем в виде оксида гадолиния. Моделирование выгорания проведено с варьированием следующих параметров – типа интерполяции микроскопических сечений и плотности потока нейтронов на временном шаге, размера шага расчёта, а также числа радиальных зон в разбиении твэгов. При наличии в активной зоне ВВЭР-1000 выгорающих поглотителей выявлена и обоснована необходимость использования метода «предиктор – корректор» при расчёте выгорания по программе MCU. Метод «предиктор – корректор» использует линейную интерполяцию мик-роскопических сечений и плотностей потоков нейтронов на временном шаге для уточнения изотопного состава материалов в рассматриваемой системе. Показано, что уменьшение скорости выгорания гадолиния, вызванное увеличением шага расчёта можно, в некоторой мере, скомпенсировать уменьшением числа радиальных зон в разбиении твэгов, и, таким образом, найти оптимальное сочетание шага расчёта и числа радиальных зон.
Ключевые слова
ВВЭР-1000, бесконечная решётка ТВС, выгорание, MCU, Монте-Карло, твэг, гадолиний, коэффициент размножения нейтронов, оптимальные параметры моделирования, шаг расчёта, разбиение на радиальные зоны
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
1. Lötsch T. Fuel assembly burnup calculations for VVER fuel assemblies with the MONTE CARLO code SERPENT. Kerntechnik, 2014, vol. 79, no. 4, pp. 295-302.
2. Aleshin S.S., Bikeev A.S., Bolshagin S.N., Kalugin M.A., Kosourov E.K., Pavlovichev A.M., Pryanichnikov A.V., Sukhino-Khomenko E.A., Shcherenko A.I., Shcherenko A.I., Shkarovskiy D.A. Calculations of 3D full-scale VVER fuel assembly and core models using MCU and BIPR-7A codes. Kerntechnik, 2015, vol. 80, no. 4, pp. 326-338.
3. Лазаренко А.П., Алёшин С.С., Щеренко А.И., Олейник Д.С., Бикеев А.С., Сухино-Хоменко Е.А. Валидация программ комплекса КАСКАД для расчёта активных зон с РТ. Труды 3 Международной конференции Клуба пользователей комплекса программ КАСКАД. Москва, 2016.
4. Пономаренко Г.Л. Неравномерности энерговыделения и их подавление в кассетах ВВЭР. Дисс. канд. тех. наук. Подольск, 2002.
5. Савандер В.И., Шумский Б.Е., Пинегин А.А. Аксиальное профилирование поля энерговыделения для минимизации объёмной доли пара на выходе из ТВС ВВЭР-1200. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика ядерных реакторов, 2015, № 2, с. 25-35.
6. Косоуров Е.К., Щеренко А.И. Оптимизация аксиального поля энерговыделения с помощью профилирования содержанием гадолиния по высоте ТВС. Труды 15 конференции молодых специалистов по ядерным энергетическим установкам. Подольск, 2013.
7. Алексеев Н.И., Большагин С.Н., Гомин Е.А., Городков С.С., Гуревич М.И., Калугин М.А., Кулаков А.С., Марин С.В., Новосельцев А.П., Олейник Д.С. и др. Статус MCU-5. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика ядерных реакторов, 2011, № 4, с. 5-23.
8. Центр коллективного пользования «Комплекс моделирования и обработки данных исследовательских установок мега-класса» НИЦ «Курчатовский институт». Доступно на: ckp.nrcki.ru (дата обращения 27.09.2018).
9. Kalugin M.A., Oleynik D.S., Shkarovsky D.A. Overview of the MCU Monte Carlo software package. Annals of Nuclear Energy, 2015, vol. 82, pp. 54-62.
10. Юдкевич М.С. Пакет прикладных программ BURNUP для расчёта изотопного состава материалов работающего реактора. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика ядерных реакторов, 2011, №4, с. 24-28.
УДК 621.039.17
Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2018, выпуск 4, 4:1
