2023, Выпуск 1

EDN: IIOREE

Авторы

Белоусов В.И.¹, Давиденко В.Д.¹, Дьячков И.И.¹, Елкин Н.Н.¹, Зборовский В.Г.^1,2, Иоаннисиан М.В.¹, Лиханский В.В.^1,2, Малков М.Р.¹, Хоружий О.В.^1,2, Чернецкий М.Г.¹

Организация

¹ Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», Москва, Россия
² Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Физический институт имени П.Н. Лебедева Российской академии наук», Москва, Россия

Белоусов В.И.¹ – начальник лаборатории, кандидат физико-математических наук. Контакты: Москва, пл. академика Курчатова, 1, 123098. Тел.: (499) 196-98-20; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript.
Давиденко В.Д.¹ – руководитель отделения, доктор технических наук.
Дьячков И.И.¹ – младший научный сотрудник.
Иоаннисиан М.В.¹ – начальник лаборатории, кандидат физико-математических наук.
Малков М.Р.¹ – старший научный сотрудник, кандидат физико-математических наук.
Чернецкий М.Г.¹ – инженер.
Елкин Н.Н.¹ – ведущий научный сотрудник, доктор физико-математических наук.
Зборовский В.Г.^1,2 – начальник лаборатории, кандидат физико-математических наук.
Лиханский В.В.^1,2 – начальник отдела, доктор физико-математических наук.
Хоружий О.В.^{1, 2} – ведущий научный сотрудник, доктор физико-математических наук.

Аннотация

Рассматривается методика связанного нейтронно-физического и теплогидравлического расчёта для реактора ВВЭР-СКД (сверхкритическое давление). В рамках выполнения данной работы была создана и применена связка на динамических языках программирования Python и Lua между модулем расчёта нейтронной физики КИР с применением метода Монте-Карло и модулем теплогидравлики ТК-СКД. Нейтронно-физическая часть основывалась на прецизионном расчёте, выполненного методом Монте-Карло, что позволило в результатах расчётов избежать погрешностей детерминистических методов приближения. Постановка задачи, а также характер и результат работ, выявил ряд преимуществ такого подхода к решению проблем, связанных с теплогидравлическими расчётами: параллельное выполнение нейтронно-физического расчёта и последовательное теплогидравлического не сказывается на общей скорости выполнения связанного расчёта; разработка расчётных кодов происходит параллельно, что позволяет сэкономить время и ресурсы; отслеживание ошибок происходит раздельно.
Необходимо заметить, что реактор ВВЭР-СКД обладает несколькими особенностями, которые приводят к дополнительным сложностям, возникающим в процессе моделирования. Одна из них – превращение водного теплоносителя в водо-водяную смесь, близкую к пару по плотности, но обладающую своими уникальными характеристиками с особым температурным режимом. Программный комплекс КИР-ТГ с использованием метода Монте-Карло был разработан специально для решения проблем, связанных с расчётом реакторов типа ВВЭР-СКД, и позволяет производить обмен данными между нейтронно-физическим кодом КИР и теплогидравлической программой ТК-СКД. Уникальность комплекса состоит в том, что имитация нейтронно-физических процессов происходит с учётом распределённой температуры материалов. В статье приводится краткое описание методики, программ и результатов моделирования тестовых задач.

Ключевые слова
связанные расчёты, нейтронно-физический расчёт, теплогидравлический расчёт, сверхкритическое давление, метод Монте-Карло, водяной теплоноситель, водо-водяная смесь, плотность, программный комплекс, распределённые температуры материалов

Полная версия статьи (PDF)

Список литературы

УДК 621.039.5, 550.34.013

Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2023, № 1, c. 24–40