Разработка алгоритмов и программ решения уравнения переноса в ядерных реакторах методом поверхностных гармоник
Диссертация
В третьей главе диссертационной работы описан разработанный автором комплекс программ SUHAM для решения нейтронно-физических задач в ядерных реакторах, реализующий конечно-разностные уравнения Mili'. Описаны проведенные автором: детальная верификация комплекса SUHAM на большом числе бенчмарковприменение комплекса SUHAM для исследования методической составляющей неопределенности расчета весов… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. ДВУМЕРНЫЕ УРАВНЕНИЯ И АЛГОРИТМЫ МЕТОДА ПОВЕРХНОСТНЫХ ГАРМОНИК, РЕАЛИЗОВАННЫЕ В КОМПЛЕКСЕ ПРОГРАММ SUHAM
- 1. 1. Основы метода поверхностных гармоник
- 1. 2. Двумерные конечно-разностные уравнения для квадратной решетки
- 1. 3. Двумерные конечно-разностные уравнения для треугольной решетки
- 1. 4. Алгоритм расчета пробных матриц в полиячейках реакторов с квадратной решеткой
- 1. 5. Алгоритм расчета пробных матриц в шестигранной ТВС
- 1. 6. Трехэтапный расчет двумерного реактора с шестигранными ТВС
- ГЛАВА 2. ТРЕХМЕРНЫЕ УРАВНЕНИЯ МЕТОДА ПОВЕРХНОСТНЫХ ГАРМОНИК
- 2. 1. Трехмерные уравнения метода поверхностных гармоник, квадратная решетка
- 2. 2. Конечно-разностные уравнения для конечных по высоте систем
- 2. 2. 1. Программная реализация конечно-разностных уравнений для конечных по высоте систем и оценка получаемого уточнения
- 2. 3. Трехмерные конечно-разностные уравнения с одной неизвестной на одну ячейку и одну энергетическую группу
- ГЛАВА 3. КОМПЛЕКС ПРОГРАММ SUHAM ДЛЯ НЕЙТРОННО-ФИЗИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ЯДЕРНЫХ РЕАКТОРОВ
- 3. 1. Структура комплекса SUHAM
- 3. 2. Верификация комплекса SUHAM
- 3. 2. 1. Верификация комплекса SUHAM-W
- 3. 2. 1. 1. Расчет решеток PWR с МОХ топливом
- 3. 2. 1. 2. Расчет ТВС реактора ВВЭР-1000 с урановым и МОХ топливом
- 3. 2. 1. 3. Нодальные возможности Mill
- 3. 2. 1. 4. Двухэтапный и трехэтапный расчеты модельных сборок РБМК
- 3. 2. 2. Двумерный международный бенчмарк С5G
- 3. 2. 3. Применение комплекса SUHAM-W для исследования методической составляющей неопределенности расчета весов стержней СУЗ в активной зоне реактора БРЕСТ-ОД
- 3. 2. 4. Верификация комплекса SUHAM-U
- 3. 2. 4. 1. Выбор числа и границ энергетических групп
- 3. 2. 4. 2. Бенчмарк-расчеты TBC ВВЭР-1000 с урановым и МОХ топливом
- 3. 2. 4. 3. Расчеты бенчмарков Мостеллера для ячеек PWR с различным топливом
- 3. 2. 4. 4. Расчет двумерного бенчмарк-эксперимента на сборке VENUS-2 с урановым и МОХ топливом
- 3. 2. 4. 5. Верификация формул расчета локальных нейтронно-физических функционалов
- 3. 2. 5. Верификация трехмерных уравнений Mill в комплексе программ SUHAM-3D
- 3. 2. 6. Расчеты выгорания топлива в TBC ВВЭР-1000 с урановым и МОХ топливом
- 3. 2. 1. Верификация комплекса SUHAM-W
- 4. 1. Описание поэтапной методики подготовки групповых сечений TBC ГТ-МГР
- 4. 2. Расчетное исследование двумерной модельной задачи
- 4. 3. Применение разработанной методики
Список литературы
- Мараказов А.А., Новиков А. Н., и др. Аннотация программы БИПР-7 // ВАНТ. Сер. Физика ядерных реакторов, 1999, вып. 1, с. 29−31.
- Ярославцева Л.Н. Комплекс программ J ARB для расчета нейтронно-физических характеристик ядерных реакторов // ВАНТ. Сер. Физика ядерных реакторов, вып. 8 (37), 1983, с. 41−43.
- Babaytsev M.N., Fedosov A.M., Glembotsky A.V. et al. The STEP AN Code for RBMK Reactor Calculation. Preprint IAE-5660/5, 1995.
- Лалетин Н.И., Елыпин A.B. Уравнение метода гомогенизации гетерогенного реактора//Атомная энергия, 1977, т. 43, вып. 4, с. 247−253.
- Лалетин Н.И., Об уравнениях гетерогенного реактора. Вопросы атомной науки и техники// Сер. Физика ядерных реакторов, 1981, т. 5, 18, с. 31−46.
- Laletin N.I. Basic Principles for Developing Equations for Heterogeneous Reactors A Modification of the Homogenization Method // Nuclear Science and Engineering, 1983, v. 85, p. 133−138.
- Кочуров Б.П. О расчете гетерогенного реактора в дипольном приближении. Препринт ИТЭФ-141, М., 1976.
- Кочуров Б.П., Малафеев В. М. Разностный подход к решению уравнений гетерогенного реактора// Атомная энергия, 1977, т. 42, вып.2, с. 87.
- Кочуров Б.П. Численные методы в теории гетерогенного реактора. М., Атомиздат, 1980.
- Галанин А.Д. Теория гетерогенного реактора. М., Атомиздат, 1971.
- Weiss Z., Jonbert W. Alternative Method of Solution Response Matrix Equations / International Topical Meeting Advances in Mathematics, Computations and Reactor Physics. Pittsburg, USA, April 28 May 2, 1991, v. 5, p. 21.2 2−1.
- Laletin N.I., Sultanov N.V., Boiarinov V.F. Comparison of the Sequence FCPM ICM — NM with the Sequence SPSM — SHM — SHM / International Meeting Advances in Reactor Physics, Charleston, USA, March, 1992.
- Casal J.J., Stammler R.J.J., Villarino E.A. and Ferri A.A. HELIOS: Geometric capabilities of a new fuel-assembly program / International Topical Meeting on
- Advances in Mathematics, Computations and Reactor Physics. Pittsburg, Pennsylvania, USA, April 28 May 2, 1991, Vol. 2, p. 10.2.1 1−13.
- Villarino E.A., Stammler R.J.J., Ferri A.A. and Casal J.J. Angularly Dependent Collision Probabilities // Nuclear Science and Engineering, 1992, v. 112, p. 16−31.
- H. И. Лалетин, A.B. Ельшин. Вывод конечно-разностных уравнений гетерогенного реактора. 1. Квадратная решетка блоков. Препринт ИАЭ-3280/5, М., 1980.
- Н. И. Лалетин, А. В. Ельшин. Вывод конечно-разностных уравнений гетерогенного реактора. 2. Квадратная, треугольная и «двойная» решетка блоков. Препринт ИАЭ-3158/5, М., 1981.
- Н. И. Лалетин, А. В. Ельшин. Вывод конечно-разностных уравнений гетерогенного реактора. 3. Трехмерный гетерогенный реактор. Препринт ИАЭ-4090/5, М., 1985.
- Лалетин Н. И., Ельшин А. В. Система уточненных конечно-разностных уравнений для трехмерного гетерогенного реактора // Атомная Энергия, 1986, т. 60, вып. 2, февраль, с. 96−99.
- Laletin N.I., Sultanov N.V., Boyarinov V.F. Surface Harmonics and Surface Pseudosources Methods / Proceeding of International Conference PHYSOR-90, Marseilles, France, April 23−27, 1990, v.2, p. XII-39, ANS/ENS.
- Laletin N.I. Advanced Approaches for Neutron-Physical Calculations of Nonuniform Reactor Lattices / Final report of TIC: «Theoretical Investigations of Physical Properties of WWER-Type Uranium-Water Lattices», v. 2, Akademiai Kiado, Budapest, 1994.
- Boyarinov V.F. SUHAM-2.5 Code for Solving 2D Finite-Difference Equations of the Surface Harmonics Method in Square and Triangular Lattices / Proceeding of Annual Meeting on Nuclear Technology'99, Karlsruhe, Germany, May 18−20, 1999, pp. 23 26.
- Laletin N.I., Kovalishin A.A. The Influence of the Higher Surface Harmonics Method by Calculations RBMK and WER Lattices. Proceeding of International Conference PHYSOR-96, Mito, Japan, 1996, v. 1, A-249.
- Бояринов В.Ф. Комплекс программ SUHAM-2D для решения двумерных нейтронно-физических задач в активной зоне ядерных реакторов // ВАНТ. Сер. Физика ядерных реакторов, 2009, вып. 2, с. 48−58.
- Лалетин Н. И., Султанов Н. В., Бояринов В. Ф., Войтовецкий С. В. Комплекс программ WIMS-SU // ВАНТ. Сер. Физика ядерных реакторов, 1991, вып. 1 с. 26−33.
- Laletin N.I., Sultanov N.V., Boyarinov V.F., et al. WIMS-SU complex of codes and SPEKTR code / Proceeding of International Conference PHYSOR-90, Marseilles, France, April 23−27, 1990, vol.4, pp. PV-148.
- Сидоренко В.Д. Аннотация программы УНИРАСОС-2 // ВАНТ. Сер. Физика ядерных реакторов, 1991, вып. 1 с. 27−29.
- Сидоренко В.Д. и др. Аннотация программы КАССЕТА-2 // ВАНТ. Сер. Физика ядерных реакторов, 1991, вып. 1 с. 29−31.
- V.F. Boiarinov. Application of the Surface Harmonic Method for the Solution of the Neutron-Physical Problems with Double Heterogeneity of the 'Cell Fuel Assembly-Reactor' Type. Preprint IAE-6006/5, M., 1996.
- Бояринов В.Ф. Применение метода поверхностных гармоник для решения нейтронно-физических задач с гетерогенностью типа ячейка — ТВ С — реактор // Атомная энергия, 1997 т. 82, вып. 3, с. 163−170.
- Бояринов В.Ф. Комплекс программ SUHAM-U-VVER-01.1. Трёхэтапный расчет двумерного слоя реактора ВВЭР-1000 методом поверхностных гармоник. Восстановление локальных нейтронно-физических функционалов. Препринт ИАЭ-6410/5, М., 2006.
- Бояринов В.Ф., Невиница В. А. Восстановление локальных нейтронно-физических функционалов в методе поверхностных гармоник // ВАНТ. Сер. Физика ядерных реакторов, 2009, вып.2, с. 42−48.
- Бояринов В.Ф., Лалетин Н. И. Двумерные уравнения метода поверхностных гармоник для конечных и однородных по высоте решеток // Атомная Энергия, 1991, т. 70, вып. 6, с. 372−376.
- Вейнберг А., Вигнер Е. Физическая теория ядерных реакторов. Пер. с англ. Под ред. Я. В. Шевелева. М., ИЛ, 1961.
- Султанов Н.В. Многогрупповая программа расчета цилиндрической ячейки «РАЦИЯ». Препринт ИАЭ 3536/5, М., 1982.
- Лалетин Н.И., Султанов Н. В., Лизоркин М. П. Расчет обобщенным методом гомогенизации сборок ЗР-6. Материал ВМК, ГДР, апрель, 1983.
- Лалетин Н.И., Султанов Н. В. Применение метода поверхностных гармоник для расчета сборок ЗР-6. Материал ВМК, ЧССР, май, 1985.
- Pearce D.F. JOSHUA-III-A Three-Dimensional Diffusion Code with Thermal Hydraulic Feedback for Fuel Management Studies in Water Cooled Reactors. AEEW-R788, 1973.
- Лизоркин М.П., Курченкова Г. И., Лебедев В. И. Аннотация программы ПЕРМАК-Y // ВАНТ. Сер. Физика и техника ядерных реакторов, 1988, вып.4.
- Лалетин Н. И., Бояринов В. Ф. Эффективный одногрупповой коэффициент диффузии нейтронов в решетках реакторов // Атомная Энергия, 1985, т. 59, N2, с. 91−96.
- Лиман Г. Ф., Майоров Л. В., Юдкевич М. С. Пакет программ MCU для решения методом Монте-Карло задач переноса излучений в реакторах // ВАНТ. Сер. Физика ядерных реакторов, 1985, вып. 7, с. 27−31.
- Бояринов В.Ф. Трехмерные уравнения гетерогенного реактора в методе поверхностных гармоник с одной неизвестной на ячейко-группу // Атомная энергия, 1992, т.72, N3, с. 227−231.
- Бояринов В.Ф., Ковалишин A.A. Учет сопряженной функции в методе поверхностных гармоник с объемной невязкой / Материалы IX семинара по проблемам физики реакторов. Москва, МИФИ, «Волга-95», 4−8 сентября 1995, т.1, с.120−122.
- Бояринов В.Ф., Давиденко В. Д., Цибульский В. Ф., Полисмаков A.A. Комплекс программ SUHAM-U, вариант SUHAM-U-WER-01. Препринт ИАЭ-6341/5, М., 2004.
- Белоусов Н.И., Давиденко В. Д., Цибульский В. Ф. Программа UNK для детального расчета спектра нейтронов в ячейке ядерного реактора. Препринт ИАЭ-6083/4, М., 1998.
- Askew J. R, et al. A General Description of the Lattice Code WIMS, JBWES, Oct. 1966.
- DeHart M.D. et al. Neutronics Benchmarks for the Utilization of Mixed Oxide Fuel -Progress Report, Volume II Computational Benchmarks, ORNL, Draft, May 2, 1997.
- Primm R.T. (Coordinator). Neutronics Benchmarks for the Utilization of Mixed Oxide Fuel -Progress Report, Volume III, ORNL, ORNL/TM-13 603/V3, June, 1998.
- S. Bychkov, M. Kalugin, A. Lazarenko. Proposal for a LEU and MOX VVER Calculational Benchmarks / First Meeting of the NSC Task Force on Reactor Based Plutonium Disposition (TFRPD1−17), OECD/NEADB, Issy, 30 June 1 July 1999.
- A.M. Pavlovichev. Studies of Feasibility of Weapons-Grade Plutonium Disposition in WER-1000. Benchmarks Description. M., 1998
- A.M. Pavlovichev. Studies of Feasibility of Weapons-Grade Plutonium Disposition in WER-1000. Benchmarks Description. Volume 2. Code MCU Results, M., 1999
- A.M. Pavlovichev. Studies of Feasibility of Weapons-Grade Plutonium Disposition in WER-1000. Benchmarks Description. Volume 1. Code TVS-M Results, M., 1998
- Chao Y.A., Shatilla Y.A. Conformai Mapping and Hexagonal Nodal Methods -II: Implementation in the ANC-H Code //Nucl. Sci. Eng., 1995, v. 121, pp. 210−225.
- Бояринов В.Ф. Эффективная диагонализация двухгрупповой матрицы коэффициентов диффузии в методе поверхностных гармоник // Атомная энергия, 1989, т.66, вып. 2, с. 137−139.
- Benchmark on Deterministic Transport Calculations without Spatial Homogenization. A 2D/3D MOX Fuel Assembly Benchmark. NEA/NSC/DOC (2003)16, OECD, 2003.
- Lewis E.E., Smith M.A., Na B.C. Benchmark on deterministic 2-D MOX fuel assembly transport calculations without spatial homogenization // Progress in Nuclear Energy, 2003, v. 45, No 2−4, pp. 107−118.
- Boyarinov V.F. Use of the Surface Harmonics Method for Calculation of 2D Benchmark C5G7 MOX / Proceeding of International Conference PHYSOR-2002, International Conference on the New Frontiers of Nuclear Technology: Reactor
- Physics, Safety and High-Performance Computing, Seoul, Korea, October 7−10, 2002, Session 8B.
- Boyarinov V.F. Use of the Surface Harmonics Method for Calculation of 2D C5G7 MOX Benchmark // Progress in Nuclear Energy, 2004, Vol. 45, No 2−4, pp. 133−142.
- Бояринов В.Ф. Аннотация программ RADIK-F и RADIK-EC // ВАНТ. Сер. Физика и техника ядерных реакторов, 1988, N 2 р. 71−72.
- Бояринов В.Ф. Метод поверхностных псевдоисточников для расчета антисимметричного одногруппового распределения нейтронов в цилиндрической ячейке реактора// Атомная Энергия, 1985, т. 59, вып. 2, с. 104 108.
- Бояринов В.Ф. Многогрупповой расчет антисимметричных распределений нейтронов в цилиндрической ячейке // Атомная Энергия, 1986, т. 61, N5, с. 324 329.
- Кевролев В.В. Описание и результаты расчетов по программе RECOL двумерных тестов для активной зоны реактора ВВЭР-1000 с МОХ топливом. Препринт ИАЭ-6330/5, М., 2004.
- V.V. Kevrolev. RECOL Continues Energy Monte-Carlo Code for Neutron Transport. Preprint RRC 'Kurchatov Institute', Preprint IAE-5621/5, 1993.
- RSIC COMPUTER CODE COLLECTION. MCNP-4A, Monte-Carlo N-Particle Transport Code System. LANL, CCC-200, 1993.
- Lazarenko A., Kalashnikov A., Zwerman W., et al. Benchmark Calculations for WER-1000 Fuel Assemblies Using Uranium or MOX Fuel / Proceeding of International Conference PHYSOR-2000, May 7−12, 2000, Pittsburg, Pennsylvania, USA.
- Бояринов В.Ф., Давиденко В. Д., Цибульский В. Ф. Комплекс программ SUHAM-U-WER-01. Верификация на бенчмарк-расчетах кассет с урановым и МОХ топливом. Препринт ИАЭ-6361/5, М., 2005.
- Boyarinov V.F., Davidenko V.D., Polismakov А.А. and Tsibulsky V.F. Generation of Multigroup Cross-Sections from Microgroup Ones in Code System
- Бояринов В.Ф. Верификация комплекса программ SUHAM-2D на бенчмарк-расчетах ТВС ВВЭР-1000 с урановым и МОХ топливом // ВАНТ. Сер. Физика ядерных реакторов, 2009, вып. 2, с. 59−74.
- Sanchez R., et al. «AP0LL02: A user Oriented, Portable, Modular Code for Multigroup Transport Assembly Calculations» / ANS International Topical Meeting on Advances in Reactor Physics, Mathematics and Computations, 1987, Vol. Ill, 1563, Paris, France.
- Sidorenko V.D., et al. Spectral Code TVS-M for Calculation of Characteristics of Cells, Supercells anf Fuel Assemblies of WER-Type Reactors / 5-th Symposium of the AER, Dobogoko, Hungary, October 15−20, 1995.
- Chizikova Z.N., Kalashnikov A.G. et al. Verification Calculation Results to Valdate the Procedures and Codes for Pin-by-Pin Power Computations in VVER Type Reactors with MOX Fuel Loading, ORNL/ SUB/98−85B99398V-3, 1998.
- Edenius M., Ekberg K., Forsen B.H., Knott D. CASMO-4: A Fuel Assembly Burnup Program Users Manual, Studvik/SOA-95/1, 1995.
- Hollenbach D.F., Petrie L.M., Landers N.F. «KENO-VI: A General Quadratic Version of the KENO Program», NUREG/CR-0200 Rev. 5, 1995.
- Briesmeister J.F. (Editor). MCNP A General Monte Carlo N-Particle Transport Code, Version 4B, LA-12 625-M, 1997.
- Mosteller R.D. Computational benchmarks for the Doppler reactivity defect. LA-UR-06−2968, Los Alamos National Laboratory, April, 2006.
- Бояринов В.Ф. Применение комплекса программ SUHAM для расчета бенчмарков Мостеллера для ячеек PWR с различным топливом // ВАНТ. Сер. Физика ядерных реакторов, 2009, вып. 3, с. 56−63.
- Лалетин Н. И. Метод поверхностных псевдоисточников для решения уравнения переноса нейтронов (Gn приближения). В кн.: Методы расчета полей тепловых нейтронов в решетках реакторов. (Под ред. Я.В. Шевелева), М., Атомиздат, 1974, с. 187−215.
- Давиденко В.Д., Дудников A.A., Цибульская Е. В., Цибульский В. Ф. Верификация библиотеки программы UNK / Труды семинара «Алгоритмы и программы нейтронно-физических расчетов ядерных реакторов Нейтроника-2006», г. Обнинск, 2006, на CD-ROM.
- Benchmark on the VENUS-2 МОХ Core Measurements. NEA/NSC/DOC (2000)7, OECD/NEA, 2000.
- Бояринов В.Ф., Невиница В. А. Применение комплекса программ SUHAM-2D для расчета двумерного бенчмарк-эксперимента на сборке VENUS-2 с урановым и МОХ топливом // ВАНТ. Сер. Физика ядерных реакторов, 2009, вып. 3, с. 27−35.
- Gomin Е., Kalugin M., Oleynik D. WER-1000 MOX Core Computational Benchmark. Specification and Results. NEA/NSC/DOC (2005)17, ISBN 92−6 401 081−5, OECD, 2006.
- Бояринов В.Ф. Решение трехмерных уравнений метода поверхностных гармоник с тремя поперечными и двумя продольными пробными матрицами в программном комплексе программ SUHAM-3D. Препринт РНЦ КИ, ИАЭ-6535/5, М., 2008.
- Бояринов В.Ф. Реализация трехмерных уравнений метода поверхностных гармоник в комплексе программ SUHAM-3D // ВАНТ. Сер. Физика ядерных реакторов, 2009, вып. 3, с. 44−56.
- Бояринов В.Ф. Верификация комплекса программ SUHAM-2D на расчетах выгорания топлива в ТВС ВВЭР-1000 с урановым и МОХ топливом // ВАНТ. Сер. Физика ядерных реакторов, 2009, вып. 3, с. 36−44.
- Kiriushin A.I., Ponomarev-Stepnoi N.N., Glushkov E.S. et al. Project of the GT-MHR high-temperature helium reactor with gas turbine // Nuclear Engineering and Design, 1997, Vol. 173, pp.119−129.
- Mulder E.J., «Pebble Bed Reactor with Equalized Core Power Distribution Inherently Safe and Simple», Forschungszentrum Jiilich, JUL-3632, Jan., 1999.
- Segev M. An Equivalence Relation for Doubly Heterogeneous Lattice // Nucl. Sci. Eng., 1982, v. 81, 151−160.
- Boyarinov V.F. Investigation of Some Models and Approximations Applied at Calculation of GT-MHR Fuel Assemblies / Proceeding of International Conference M&C2003, Gatlinburg, Tennessee, USA, April 6−11, 2003.
- Бояринов В.Ф., Фомиченко П. А. Исследование некоторых моделей и приближений, применяемых при расчете ТВС ГТ-МГР // ВАНТ. Сер. Физика ядерных реакторов, 2009, в печати.
- Бояринов В.Ф., Брызгалов В. И., Глушков Е. С. и др. Benchmark исследования моделей реактора типа ГТ-МГР / Труды семинара «Алгоритмы и программы нейтронно-физических расчетов ядерных реакторов Нейтроника-2005», 2005, г. Обнинск, на CD-ROM.
- Бояринов В.Ф., Брызгалов В. И., Глушков Е. С. и др. Расчетные нейтронно-физические «benchmark''-исследования реактора типа ГТ-МГР // ВАНТ. Сер. Физика ядерных реакторов, 2006, вып. 1, с. 110−120.
- Бояринов В.Ф., Глушков Е. С., Гомин Е. А. и др. Расчетное моделирование экспериментов на критическом стенде АСТРА по изучению физических особенностей ВТГР с кольцевой активной зоной // ВАНТ. Сер. Физика ядерных реакторов, 2006, вып. 1, с. 120−130.
- Кодочигов Н.Г., Сухарев Ю. П., Марова Е. В., Бояринов В. Ф. и др. Расчетно-экспериментальные исследования нейтронно-физических характеристик активной зоны ГТ-МГР // Атомная энергия, 2007, т. 102, вып. 1, с. 63−68.