Розробка тривимірної моделі реактора ВВЕР-1000 за допомогою Монте-Карло коду SERPENT для нейтронно-фізичного моделювання
DOI:
https://doi.org/10.15276/opu.1.60.2020.05Ключові слова:
ядерний реактор, ВВЕР-1000, розрахунок ядерного реактора, Монте-Карло метод, моделювання активної зониАнотація
Дослідження реакторів ВВЕР є важливою задачею для вітчизняної атомної енергетики. Для цього використовуються різні детерміністичні та стохастичні коди. Із значним прогресом в розвитку комп’ютерних систем з’явилась можливість активного використання стохастичних кодів (заснованих на методі Монте-Карло) для моделювання складних реакторних систем. В даній роботі представлено дослідження по застосуванню Монте-Карло коду для розрахунку всієї активної зони реактора ВВЕР-1000. Такі розрахунки дадуть можливість готувати так зване «інформаційне забезпечення» для моніторингового детерміністичного коду СВРК з високою точністю. В інформаційне забезпечення входять групові константи, коефіцієнти для розрахунку модельних токів, альбедні граничні умови для радіального та аксіальних відбивачів. В статті представлено використання нового Монте-Карло код Serpent для тривимірного моделювання активної зони реактора ВВЕР-1000. Застосування Монте-Карло кодів дозволяє аналізувати властивості широкий спектр нейтронно-фізичних та теплогідравлічних характеристик активної зони в будь-якій точці ядерного реактора. В роботі були розроблені моделі активних зон для першого завантаження РАЕС4 та 28-го завантаження ЮУАЕС3. При цьому були підготовлені моделі ТВЗ різних виробників. При розробці моделі активної зони, значна увага була приділена детальному моделюванню верхнього, нижнього та бічного відбивачів. Валадаційні розрахунки Монте-Карло коду Serpent для реактора типу ВВЕР-1000 були виконані на основі першого завантаження РАЕС4. Для 28-го завантаження ЮУАЕС3 були отримані альбедні граничні умови для радіального та аксіальних відбивачів. Підготовлені моделі активних зон реактора ВВЕР-1000 будуть використані для розрахунку «інформаційного забезпечення» для нового українського моніторингового детерміністичного коду СВРК – ImCore, що розробляється в ПАО «СНВО «Імпульс». Використання комп’ютерного коду заснованого на методі Монте-Карло дасть можливість підвищити точність «інформаційного забезпечення», і як наслідок, підвищити точність всього розрахунку ядерного реактора в СВРК.
Завантаження
Посилання
Modeling and control of nuclear reactor cores for electricity generation: A review of advanced technologies / Li G., Wang X., Liang B., Li X., et al. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2016. Vol. 60. P. 116–128.
The reactor dynamics code DYN3D – models, validation and applications / Rohde U., Kliem S., Grundmann U., et al. Progress in Nuclear Energy. 2016. Vol. 89. P. 170–190.
Current status of the reactor physics code WIMS and recent developments / Lindley B.A., Hosking J.G., Smith P.J., et al. Annals of Nuclear Energy. 2017. Vol. 102. P. 148–157.
Galchenko V.V., Gulik V.I., Shlapak I.I. Using of the Serpent code based on the Monte-Carlo method for calculation of the VVER-1000 fuel assembly characteristics. Nuclear Physics and Atomic Energy. 2016. Vol. 17(3). P. 250–258.
Leppдnen J., Pusa M., Fridman E. Overview of methodology for spatial homogenization in the Serpent 2 Monte Carlo code. Annals of Nuclear Energy. 2016. Vol. 96. P. 126–136.
The Serpent Monte Carlo code: Status, development and applications in 2013 / Leppдnen J., Pusa M., Viitanen T., et al. Annals of Nuclear Energy. 2015. Vol. 82. P. 142–150.
Velocity Characteristic and Stability of Wave Solutions for a CANDLE Reactor with Thermal Feedback / Khotyayintsev V.M., Aksonov A.V., Khotyayintseva O.M., et al. Annals of Nuclear Energy. 2015. Vol. 85. P. 337–345.
Galchenko V.V., Shlapak I.I., Gulik V.I. The computational benchmark for fuel assembly of VVER- 1000 with using Monte Carlo Serpent code. Nuclear Technology & Radiation Protection. 2018. Vol. 33(1). P. 24–30.
Radiation shielding properties of a novel cement-basalt mixture for nuclear energy applications / Ipbьker C., Nulk H., Gulik V., et al. Nuclear Engineering and Design. 2015. Vol. 284. P. 27–37.
