Розробка та валідація моделі ВВЕР‑1000 для коду PARCS

Анотація

Сучасні підходи до моделювання процесів в активній зоні, насамперед у перехідних та аварійних режимах, з метою проведення аналізу безпеки ядерних реакторів, вимагають використання сполучених теплогідравлічних та нейтронно-фізичних розрахункових програм. Однією з таких програм є комп’ютерний код TRACE з модулем тривимірної кінетики PARCS.

Розробка розрахункової моделі водо-водяного енергетичного реактора (ВВЕР-1000) для коду PARCS та подальша її валідація є складною багатоступеневою задачею, починаючи з підготовки бібліотеки нейтронно-фізичних констант, від якості якої залежить точність моделювання фізичних процесів в активній зоні, та закінчуючи проведенням валідаційних розрахунків та їх аналізом.

У цій статті стисло описано всі стадії розробки розрахункової моделі та результати валідаційних розрахунків – наведено підходи до підготовки бібліотеки нейтронно-фізичних констант, необхідної для розрахунків кодом PARCS, коротко описані розроблені нейтронно-фізична та теплогідравлічна моделі активної зони та наведені результати валідаційних розрахунків реалізованої моделі ВВЕР‑1000 для коду PARCS.

Метою проведених розрахунків є валідація розробленої розрахункової моделі активної зони ВВЕР‑1000 для комп’ютерного коду PARCS, а саме підтвердження того, що розроблена модель придатна для застосування у рамках проведення нейтронно-фізичних розрахунків стаціонарних станів та перехідних і аварійних режимів експлуатації реакторної установки ВВЕР‑1000. Валідація розрахункової моделі полягала в порівняльному аналізі отриманих результатів розрахунку основних нейтронно-фізичних характеристик із результатами, отриманими під час експериментальних досліджень чотирьох реальних паливних завантажень енергоблока № 2 Відокремленого підрозділу «Хмельницька атомна електростанція», та з отриманими результатами розрахунку з використанням коду DYN3D для аналогічних розрахункових станів. Розрахункові моделювання охоплювали стани на мінімально контрольованому рівні та номінальному рівні потужності, а також за різних положень робочої групи органів регулювання системи управління і захисту, а також перехідний (динамічний) процес зі спрацюванням прискореного розвантаження блока для третього паливного завантаження енергоблока № 2 Відокремленого підрозділу «Хмельницька атомна електростанція».

https://doi.org/10.32918/nrs.2021.2(90).02

Посилання

1. Downar, T., Xu, Y., Seker, V. (2009). PARCSv3.0 theory manual. UM-NERS-09-001.

2. Task Order No.4, BOA No. 358160 between BNL and SSTC NRS dated 28 March 2019.

3. Development and validation of VVER-1000 model for PARCS code. Preparation of the library of neutronic constants for FAs used in the benchmark. (Task No. 27, BOA No. 257586 dated 29 March 2016, Stage No. 2). SSTC NRS, Kyiv, 2017, 28 p.

4. Lötsch, T., Khalimonchuk, V., Kuchin, A. (21-25 September 2009). Proposal of a benchmark for core burnup calculations for a WWER-1000 reactor core. Proceedings of the 19th AER symposium on WWER reactor physics and reactor safety. St. Constantine and Elena resort, Bulgaria, 53 – 108.

5. Ovdiienko, I., Ieremenko, M., Khalimonchuk, V., A. Kuchin. (1-5 October 2012). Evolution of SSTC WWER cross section library for DYN3D code. Proceedings of the twenty-second symposium of AER. Pruhonice, Czech Republic, 83 – 91.

6. Ovdiienko, I., Kuchyn, O., Ieremenko, M., Vlasenko, P. (2019). Adaptation of HELIOS models for WWER-440 fuel assemblies to application by the TRACE/PARCS program nuclear and radiation safety. 1 (81), 46 – 51.

7. U 0401.21.00.000 DKO. Complex components of the WWER-1000 fuel core (type V-320, 338), Catalog descriptions.

8. Hetrick, David L. (1975). Dynamics of nuclear reactors. Atomizdat, Moscow, 400 p.

9. HELIOS: Documentation. Studsvik Scandpower, 2007.

10. Ovdiienko, Y., Kuchin, A., Khalimonchuk, V. (2008). Analysis of the scram actuation by period during WWER-1000 fast unloading. Nuclear and Radiation Safety, SSTC NRS, 4 (2), 3 – 11.