Разработка методик, моделей и инженерных программ расчета теплофизических параметров твэла ВВЭР
Диссертация
Первый тип программ предназначен для моделирования поведения теплофизических и прочностных характеристик твэла или твэга энергетических и исследовательских реакторов типа ВВЭР и обоснования его работоспособности в квазистационарных режимах работы. Моделируемой областью для них является весь твэл в течение всего времени работы. Твэл рассматривается в полуторамерном приближении: по высоте его… Читать ещё >
Содержание
- ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
- ВВЕДЕНИЕ.б
- Глава 1. ПРОГРАММА TOPRA-s
- 1. 1. Описание программы
- 1. 2. Описание задачи
- 1. 3. Модели программы
- 1. 3. 1. Расчет температур поверхностей оболочки
- 1. 3. 2. Термическая проводимость системы топливо-оболочка твэла
- 1. 3. 3. Расчет температурного поля в топливе
- 1. 4. Верификация программы
- 1. 5. Применение программы
- Глава 2. ПРОГРАММЫ MRZ И МКК
- 2. 1. Краткое описание МКЭ
- 2. 2. Модели программ
- Глава 3. ПРОГРАММА MRZ
- 3. 1. Верификация программы
- 3. 2. Применение программы
- Глава 4. ПРОГРАММА МКК
- 4. 1. Верификация программы
- 4. 2. Применение программы
- Глава 5. ПРОГРАММЫ TOPRA И TOPRA
- 5. 1. Применение программ
- 5. 2. Разработка методики и построение зависимости допустимой максимальной линейной тепловой мощности твэлов ВВЭР-440 от выгорания
- 5. 3. Модели программ
- 5. 4. Обоснование расчетной методики ПС TOPRA
- 5. 5. Верификация ПС TOPRA
- 5. 6. Замечание и краткий литобзор по главе 5
Список литературы
- Щеглов A.C., Проселков В. Н., Смирнов A.B. и др. Моделирование поведения твэлов ВВЭР-440 при глубоких выгораниях (на примере 3"г0 энергоблока Кол АЭС). -Атомная Энергия, 1996, т. 81, вып. 4, с. 254−261.
- Щеглов A.C. Влияние зазора между таблетками топлива на температурное поле в твэле. Атомная энергия, 1991, т. 71, вып. 2, с. 159−161.
- Щеглов A.C., Проселков В. Н., Бибилашвили Ю. К. Обсуждение подхода к определению зависимости допустимых максимальных линейных тепловых нагрузок твэлов ВВЭР-440 от выгорания. В 1. (1997 г.), с. 167−173.
- Щеглов A.C. Программа расчёта теплофизических характеристик поперечных сечений твэлов ВВЭР TOPRA-s. Препринт РНЦ КИ № 6172/4. М., 2000, 56 с.
- Щеглов A.C. Программное средство TOPRA-s. Паспорт аттестации ПС № 126 от 12.04.2001, 5 с.
- Ross A., Stoute R. Heat Transfer Coefficient between U02 and Zircalloy-2. AECL-1552, 1962.
- Щеглов A.C. Методика расчета термической проводимости контакта топлива и оболочки твэла (обзор). Атомная техника за рубежом. 1988, № 8, с. 9−15.
- Цеденберг Н.В. Теплопроводность газов и жидкостей. М.: Госэнергоиздат, 1963.
- Шашков А. Г., Абраменко Т. Н. Теплопроводность газовых смесей. М.: Энергия, 1970.
- Ubiseh Н. е.а. In: Proc. II Intern. Conf. V. 7. Geneva, 1958, p. 697.
- Ямников B.C., Маланченко JI. Л. Теплопроводность газовой смеси под оболочкой твэла и ее изменение в процессе выгорания. Атомная энергия, 1977, т. 42, вып. 4, с. 322.
- Варгафтик Н.Б., Филиппов Л. П., Тарзиманов A.A., Тоцкий Е. Е. Справочник по теплопроводности жидкостей и газов. М.: Энергоатомиздат, 1990.
- Варгафтик Н.Б., Филиппов Л. П., Тарзиманов A.A., Тоцкий Е. Е. Теплопроводность жидкостей и газов. Справочные данные. М.: Изд-во стандартов, 1978.
- Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. акад. И. К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976.
- SCDAP/RELAP5/MOD3/ Code Manual MATPRO A Library of Materials Properties for LWR, NUREG/CR-6150, June 1995.
- Горский B.B. Уран-гадолиниевое оксидное топливо. 4.1 Основные свойства Gd203 и U02-Gd203. — Атомная Техника за рубежом. 1989, № 2, с. 3−11.
- Solonin М., Bibilashvili Yu., Ioltoukhovsky А. е.а. WWER Fuel Performance and Material Development for Extended Burnup in Russia. В 1. (1997 г.), с. 48−57.
- Щеглов A.C. Влияние эксцентриситета топлива и оболочки, овальности оболочки и скола таблетки топлива на температурное поле в твэле. Атомная энергия, 1989, т. 67, вып. 3, с. 204−207.
- Колядин В.И. и др. Теплопроводность двуокиси урана. Атомная энергия, 1974, т. 36, вып. 1, с. 59.
- Lucuta P.G. et.al. J.Nucl.Mater., v. 188, с. 198−204, (1992).
- Горский B.B. Уран-гадолиниевое оксидное топливо. Ч. 2- теплофизические свойства U02-Gd203 и методы их измерений. Атомная Техника за рубежом. 1989, № 3, с. 6−15.
- Расчётная программа СТАРТ-3. Паспорт аттестации ПС № 76 от 22.09.97.
- Щеглов А.С., Проселков В. Н., Бибилашвили Ю. К. и др. Теплофизические характеристики твэла ВВЭР-1000 5"го энергоблока Нововоронежской АЭС. Атомная энергия, 1993, т. 74, вып. 5, с. 450−452.
- Экспериментальная программа СОФИТ, проведённая в Курчатовском Институте, Москва. Данные ИАЭ и IVO (Финляндия), переданные в NEA DATA BANK. 21.2.1996. (см. 32.).
- Losonen P., Lassman К., Van de Laar J. TRANSURANUS Calculation on Experimental WWER Fuel Rods. В 1. (1997 г.), с. 156- 161.
- Medvedev A., Bibilashvili Yu., Bogatyr S., Hvostov G. Modelling of WER-1000 Fuel: State and Prospects. В 23. (1994 г), с. 163−171.
- Стефанова С. и др. (Болгария), Щеглов А.С., Проселков В. Н. FUMEX, случаи 1, 2 и 3 расчётные пред-тестовые и пост-тестовые результаты. — В 23. (1994 г.), с. 153−161.
- Devoid Н., Lemehov S.E. In-Pile Comparative Test of Thermal and Mechanical Behaviour of PWR/WWER Fuel. В 1. (1997 г.), с. 234−239
- Volkov В., Tverberg T. Irradiation performance of modified WWER fuel compared with typical PWR fuel in the Halden reactor test. В 1. (1997 г.), с. 186- 196.
- Lassmann К. TRANSURANUS, A Fuel Rod Analysis Code Ready for Use. Journal of Nuclear Materials, 1992, 188, c. 295−302.
- Программа БИПР-7А (версия 1.4). Аттестационный паспорт программного средства. Регистрационный номер паспорта аттестации ПС № 190 от 03.03.2005. Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору, М., 2005.
- Щеглов A.C. MRZ программа расчета температурного поля локальных участков твэла в (r-z) -геометрии. Препринт ИАЭ-5119/4. М., 1990, 20 с.
- Кузнецов A.B., Бибилашвили Ю. К., Ямников B.C., Нечаев С. Ю. Конечно-элементная методика для расчета температурных полей в локальных участках конструкции твэла. -Вопросы Атомной Науки и Техники. Серия: Атомное материаловедение, 1988, вып. 2, с. 25−33.
- Зенкевич O.K. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1975 г. 541 с.
- Сегерлинд Д. Применение метода конечных элементов. М.: Мир, 1979 г.
- Крамеров А.Я., Шевелев Я. В. Инженерные расчеты ядерных реакторов. 2"е изд. М.: Энергоатомиздат, 1984. 736 с.
- Тихонов А.Н., Самарский A.A. Уравнения математической физики. М.: Наука, 1972/ 735 с.
- Волощенко A.M., Швецов A.B. КАСКАД-С-1.5 программа для решения уравнения переноса нейтронов, фотонов и заряженного излучения методом дискретных ординат в двумерной геометрии. Инструкция для пользователя. ИПМ РАН, М., 1998.
- Бояршинов C.B. Основы строительной механики машин. М.: Машиностроение, 1973, 456 с, с. 77−79.
- Демидов С.П. Теория упругости. М.: Высшая школа, 1979. 432 с, с. 260.
- Щеглов A.C., Проселков В. Н. Влияние центрального отверстия на максимальную температуру в топливе при неосесимметричности системы топливо-оболочка твэла. -Атомная энергия, 1991, т. 71, вып. 1, с. 70 71.
- Синявский В.В., Щеглов A.C., Allen D. Влияние неосесимметричности системы эмиттер-коллектор на температурное поле термоэмиссионного твэла. — Атомная энергия, 1993, т. 75, вып. 1, с. 72−75 .
- Щеглов A.C., Проселков В. Н. Влияние неосесимметричности системы топливо-оболочка на работоспособность твэла энергетических реакторов. Атомная энергия, 1994, т. 76, вып. 5, с. 417−422.
- Синявский В.В. Методы определения характеристик термоэмиссионных твэлов. М.: Энергоатомиздаг, 1990, 186 с.
- Коноплев A.A., Юдицкий В. Д., Пущина Л. И. Эмпирический метод расчета вольт-амперных характеристик ТЭП. Журнал техн. Физики, 1975, т. 13, № 1, с. 171 — 175.
- Тепловыделение в ядерном реакторе. Под ред. H.H. Пономарева-Степного. М.: Энергоатомиздат, 1985, 160. с.
- Щеглов A.C. Влияние растрескивания .топлива на температурное поле в твэле энергетического реактора. Атомная энергия, 1992, т. 73, вып. 2, с. 158 -161.
- Проселков В.Н., Щеглов A.C., Смирнов A.B., Смирнов В. П. Особенности работы топлива при глубоких выгораниях. In: Proc. of 11 Symposium of AER. 24−28 Sept. 2001. Csopak, Hungary, c. 597−609.
- Pazdera F., Valach M., Strijov P. e.a., User’s guide for the computer code PIN-micro. UJV 9515-T, NRI REez, CSFR, November 1991. 25 p. NEA-DATA Bank.
- Beyer C.E. e.a. GAPCON-THERMAL-2: A computer program for calculating the thermal behavior of the oxide fuel rod. BNWL-1898, 1975.
- Щеглов A.C., Проселков B.H., Панин M.B. и др. Результаты расчётов твэлов ВВЭР-440 (3"го энергоблока Кольской АЭС) при высоких выгораниях. В 23. (1994 г.), с. 131 136.
- Щеглов А.С., Проселков В. Н. Некоторые результаты верификации программы PIN-mod2. В 1. (1997 г.), с. 174−176.
- Пассаж Г., Стефанова С. (Болгария), Щеглов А.С., Проселков В. Н. Сопоставление результатов расчета и послереакторных исследований твэлов ВВЭР-1000 с выгоранием 49 МВт-сут/кг. Атомная энергия, 2006, т. 101, вып. 6, с. 413−420.
- Проселков B.H., Сапрыкин B.B., Щеглов A.C. Усовершенствованные топливные циклы и повышение выгорания топлива ВВЭР-440. В 40. (2003 г.), с. 43 — 51.
- Проселков В.Н., Щеглов А. С., Уксов В. И. Влияние центрального отверстия в топливных таблетках на теплофизические характеристики твэлов ВВЭР. Атомная Энергия, 1996, т. 80, вып. 4, с. 306 — 308.
- Losonen P. WER Fuel Performance, Development, QA and Future Prospects at Loviisa NPS. В 23. (1994 г), с. 33−38.
- Гончаров В.В. и др. Испытания в реакторе MP опытных твэлов ВВЭР-1000. — Атомная Энергия, 1987, т. 62, вып. 5, с. 312−317.
- Тутнов Ан.А., Тутнов А. А., Ульянов А. И. Методика математического моделирования теплофизических, прочностных и надёжностных характеристик твэлов энергетических реакторов. Препринт РНЦ КИ, № ИАЭ 5679/4, Москва, 1993.
- Kelppe S., Terasvirta R., Pihlatie M. WWER fuel performance update and recent modelling efforts in Finland. -B 67. (2005 г.), с. 316 322.
- Kolstad, Vitanza C. Fuel rod and core materials investigations related to LWR extended burnup operation. J. Nucl. Mater. 188 (1992), p. 104−112.
- Малинин H.H. Прикладная теория пластичности и ползучести. Москва, Машиностроение, 1975,
- Тутнов А.А. Методы расчёта работоспособности элементов конструкций ядерных реакторов. Москва, Энергоиздат, 1987.
- Галин Н.М., Кириллов П. Л. Тепло-массообмен (в ядерной энергетике). М.: Энергоатомиздат, 1987.
- Вукалович М.П., Ривкин С. Л., Александров А. А. Термодинамические свойства воды и водяного пара. М.: Изд-во Стандартов, 1969.
- Сидоренко В.Д., Щеглов А. С. Нейтронно-физические характеристики активной зоны ВВЭР, влияющие на работоспособность твэлов. — Атомная энергия, 1993, т. 74, вып. 6, с. 533−535.
- Щеглов А.С., Сидоренко В. Д., Проселков В. Н. и др. Образование и развитие поверхностного слоя в топливном сердечнике ВВЭР-440. Атомная Энергия, 1996, т. 80, вып. 3, с. 221 — 223.
- Wesman J., MacDonald Р.Е., Miller A.I., Ferrari H.M. Fission gas release from U02 fuel rods with time varying power histories. Trans. Amer. Nucl. Soc., 1969, v. 12, p. 900 — 901.
- Захарко Ю.А., Прошкин A.A., Шестопалов А. А. Количественно-вероятностный анализ поведения твлов ВВЭР. Атомная Энергия, 1990, т. 68, вып. 3, с. 176 — 181.
- Strijov P. е.а. An improved version of the PIN code and its verification. IAEA Technical Committee Meeting on Water Reactor Fuel Element Computer Modelling in Steady-State, Transient and Accident Conditions. Preston, England, 19−22 September 1988.
- Стрижов П.Н., Яковлев B.B., Фадин С.Ю и др. Код PIN-04M и проверка его предсказательной способности. В 44. (1988 г.), с. 39−43.
- Ainscough J.B., Oldfield B.W., Ware J.O. J. Nucl. Mater., 49 (1973/1974), p. 117−128.
- Rest J., Zawadzki S.A. FASTGRASS: A Mechanistic Model for the Prediction of Xe, I, Cs, Те, Ba, and Sr Release from Nuclear Fuel under Normal and Severe Accident Condition. NUREG/CR-5840 ANL-92/3, September 1992.
- Schubert A., van de Laar J., Elenkov D. Recent developments of the statistics version of TRANSURANUS application for WWER fuel. — В 9. (2001 г.), с. 293 — 298.
- Канатов Б.А., Амосов С. В., Лядов Г. Д. и др. Изменения геометрических параметров высоко выгоревших твэлов ВВЭР при нормальной работе и испытаниях в режимах с резкими скачками мощностей. — В 9. (2001 г.), с. 88 104.
- Маланченко Л. Л., Ямников В. С. Атомная энергия, 1980, т. 48, вып. 4, с. 264.
- Trans. Amer. Nucl. Soc., 1975, v.22, p.523.
- Lassmann K, Blank H. Modelling of fuel rod behaviour and recent advances of the TRANSURANUS code. Nucl. Engineering and Design 106 (1988), c. 291−313.
- Jankus V.Z., Weeks R.W. LIFE-2 a computer analysis of fast-reactor fuel-element behaviour as a function of reactor operating history. — Nucl. Engn. Des. 18 (1972), c. 83−96.
- Бибилашвили Ю.К., Годин Ю. Г., Кулешов A.B. и др. Исследование теплофизических и механических свойств уран-гадолиниевого оксидного топлива. Препринт РНЦ КИ ИАЭ-6138/11. М., 1999 г.
- IgataN., Domoto К. J. Nucl. Mater., 1972/73, v. 45, p. 317.
- Подпрограмма FCREEP, MATPRO (глава 7), запрограммированная S.C.Olsen'oM в ноябре 1974 г.
- Shestopalov A., Lioutov К., Yegorova L. e.a. Modification of USNRC’s FRAP-T6 Fuel Rod Transient Code for High Burnup VVER Fuel. NUREG/IA-0164. May 1999.
- Mikitiouk K., Shestopalov A., Lioutov K. e.a. Modification of IPSN’s SCANAIR Fuel Rod Transient Code for High Burnup VVER Fuel. NUREG/IA-0165. May 1999.
- Волков Б.Ю., Викторов В. Ф., Платонов П. А., Рязанцева A.B. Библиотека подпрограмм физико-механических свойств оболочек твэлов из сплава Н-1. Препринт РНЦ КИ ИАЭ-4941/11. М., 1989 г.
- Кобылянский Г. П., Новоселов А. Е. Радиационная стойкость циркония и сплавов на его основе. Справочные материалы по реакторному материаловедению. Препринт НИИАР. 1996 г.
- Strizhov P., Volkov В. Integration of PIN and FRASM codes for improved WWER fuel simulation under operational and accident conditions. В 35. (1999 г.), с. 207−220.
- Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. М.: Наука, 1979, 560 с.
- Жителев В.А., Канашов Б. А. и др. Изменение геометрических параметров твэлов водо-водяных энергетических реакторов при эксплуатации при выгорании 50 МВтхсут/кг урана. Препринт НИИАР-4(859). 1997 г, 20 с.
- Markov D., Rogozyanov A., Polenok V. е.а. Change of WWER-440 Fuel Rod Geometry under Operation up to 65 MWd/kgU Fuel Burnup. В 67. (2005 г.), с. 222 — 230.
- Database for FA E0325 irradiated at the first Unit of Zaporozskaya (Zaporozhye) NPP, WWER-1000, 1988−1994. Prepared by D.V. Elenkov, April 2002. Reviewed by J. Anthony Turnbull and Grigori Khvostov, October 2004, NEA DATA Bank.
- Щеглов A.C., Проселков B.H., Енин А. А. Результаты статистической обработки конструктивных и технологических параметров твэла реактора ВВЭР-1000. Препринт ИАЭ-5334/4. М., 1991 г, 19 с.
- Щеглов А.С., Проселков В. Н., Енин А. А. Статистическая обработка конструкционных и технологических параметров твэла ВВЭР-1000. Атомная энергия, 1991, т. 71, вып. 6, с. 503−506.
- Vollcov В., Kolstad Е. Review of WWER fuel and material tests in the Halden reactor. В 67. (2005 г.), с. 214−221.
- Volkov В. Investigation of large grain and Gd-doped WER fuel behaviour at BOL in the Halden reactor. Труды 7"й Международной конференции «WWER Fuel Performance, Modelling and Experimental Support», 17−21 сентября 2007, Албена, Болгария, с. 294 301.
- Likhanslcii V.V., I.A. Evdokimov I.A., Sorokin A.A. e.a. Development of Expert System for Failed Fuel Diagnosis under WWER Operation Conditions. В 68. (2006 г.), с. 472 476.
- Strijov P., Valach M. Description of the PIN-micro Innovation to the PINw99 code. UJV Draft-T, M, NRI Rez pic, August 1999.
- Zymak J., Valach M., Miasnikov A. Results of first step in the development of PIN2FRAS computer code coupling, NRI Rez pic. В 40. (2003 г.), с. 382−384.
- Van Uffelen P., Bmynooghe C., Gyori Cs. e. a. Status and Perspectives of Fuel Performance Modelling at the Institute for Transuranium Elements. — В 67. (2005 г.), с. 291−307.
- Аттестовать бессрочно. приложение на 4 стр. председатель советапо аттестации пс О. М. Ковалеви^мп.секретарь совета1. И. Р. Уголева Jicp^'
- Федеральное государственное учреященка Российский научгссьЕЙ Едекхр «Курчатов сккй вгжстжтзт» (РНЦ «Курчатовский кнсгатут»)
- Пл. академика Курчатова, д. 1, Москва, 123 182 www.kiae.ru ОКПО 8 624 243, ОГРН 1 027 739 576 006 ИНН/КПП 7 734 111 035/7734010011. На №
- УТВЕРЖДАЮ: Первый заместитель Директора РНЦ «Курчатовский институт"д.т.н. Я.И. Штромбах5ря 2008 г. 1. АКТ
- О внедрении результатов диссертации
- Семченков Ю.М. Лгооркин М.П.1. Марков A.B.параметров твэла ВВЭР». Директор ИЯР
- Начальник отдела физики ВВЭР
- Руководитель работ по внедрению комплекса программ КАСКАД, с.н.с.
- Федеральное государственное учреэздекне1. АКТ
- О внедрении результатов диссертации
- Полученный программный комплекс используется для выполнения стационарных и квазистационарных сопряженных расчетов теплогидравлических и нейтронно-физических параметров активной зоны и реакторной установки.
- Начальник отдела физики ВВЭР
- Семченков Ю.М. Лизоркин М.П.
- Федеральное государственное у^зрезвдекпе
- Россжйскжй нау^шьЕЙ щеЕггркурчатов сккй еевгстшгуг" (РНЦ «Курчатовский ^нстгггут»)
- Шх. академика Курчатова, д. 1, Москва, 12. www.kiae.ru ОКПО 8 624 243, ОГРН 1 027 739 576 006 ИНН/КПП 7 734 111 035/7734010011. Ks
- УТВЕРЖДАЮ: заместитель Директора «Курчатовский институт"т.н. Я.И. Штромбах2008 г. 1. На № 1. АКТ
- О внедрении результатов диссертации
- Полученные значения инженерных коэффициентов запаса используются при обосновании безопасной эксплуатации твэлов во всех реакторах с топливом ВВЭР, в том числе и проектируемых.
- Начальник отдела физики ВВЭР Начальник лаборатории ОФ ВВЭР Начальник лаборатории ОАБ ВВЭР
- Семченков Ю. М. Лизоркин М.П. Шишков JI.K. Королев Б.А.1. КОРПОРАЦИЯ1. УЖ7- ТВ-. -.
- ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ТБ?Л"1. Hä-fö-от1. УТВЕРЖДАЮ1. Випе-президбщ' ОАО «ТВЭЛ"ренюк1. АКТ
- О внедрении результатов диссертации
- Г л авный специ аяист ОАО «ТВЭЛ"с*Ы /—-.-—--sgJr 11509, Москва, Каширское ш&bdquo- г-¿-5, тег.: {<95) 955 5202. факс.: (4Э5) 988 E3S3, е-глаЯ: [email protected], uv/v.'.tvsl.ru