Возможности комплекса

Комплекс позволяет:

1. получать с ЭВМ эксплуатационную документацию: картограммы характеристик ТВС и полей энерговыделения реактора БН-800, паспорта на выгруженные из реактора ТВС, где указаны содержание изотопов, выгорание, история передвижения ТВС вы реакторе и другие данные, техническое решение на перегрузку реактора.

2. автоматизировать отчетность по топливу и расчеты технико-экономических показателей работы реактора.

3. рассчитать полный запас реактивности реактора, длительность кампаний, пусковое положение СУЗ.

Затемненный прямоугольник показывает место ГЕФЕСТ в общем цикле расчетов. Дальнейшее описание пойдет именно об этом комплексе.

Рис 2.1.

Схема комплекса ядерно-физических расчетов.

Комплекс программ ГЕФЕСТ трехмерных нейтронно-физических расчетов реактора, предназначенный для обоснования безопасной эксплуатации реакторов типа БН. В 1990 году комплекс был внедрен в штатную эксплуатацию на АЭС. В 1992 году комплекс ГЕФЕСТ был представлен к аттестации в НТЦ ГАН РФ и получил аттестационный паспорт[2,3].

Комплекс программ ГЕФЕСТ создан для эксплуатационных нейтронно-физических расчетов реактора типа БН в многогрупповом диффузионном приближении в трехмерной гексагональной геометрии.

Комплекс программ позволяет вычислять поля нейтронов и распределение энерговыделений в точках расчетной модели реактора с учетом реального положения стержней СУЗ. Эти сведения особенно важны при отсутствии достаточного количества информации от измерительных приборов о подробном распределении указанных полей. Кроме оценки интегральных и локальных характеристик реактора с учетом выгорания и перемещения стержней в процессе работы реактора, комплекс ГЕФЕСТ позволяет восстановить историю каждой сборки за время прохождения через реактор, что позволяет делать выводы о дальнейшей судьбе сборки внутри реактора и при извлечении из него.

Комплекс ГЕФЕСТ ориентирован на многогрупповые расчеты нейтронного потока в 26-и групповом диффузионном приближении.

В настоящее время комплекс программ ГЕФЕСТ подключен к библиотеке констант БНАБ-93 через программу CONSYST, в связи с чем проведена его модернизация. Именно для этой версия комплекса написано настоящее «Описание применения».

Для моделирования движения стержней СУЗ используется специальный алгоритм, позволяющий менять сечения в расчетных точках в зависимости от конкретного положения стержней СУЗ, причем вычисляются не только макро-, но и микросечения, что позволяет определять выгорание поглотителя в зависимости от реального положения стержней СУЗ в процессе работы реактора.

В качестве программы нейтронно-физического расчета в комплексе используется программный модуль HEX3D[2], в котором реализован конечно-разностный метод решения многогруппового диффузионного уравнения в трехмерной гексагональной геометрии с расчетной точкой в центре ячейки. Шаг по высоте переменный.

Топливный архив комплекса служит для хранения информации о топливных сборках, стержнях и гильзах СУЗ реактора. Информация состоит из: паспортных данных сборки; характеристик сборки, необходимых для проведения нейтронно-физического расчета; характеристик сборки, отражающих режим выгорания в период пребывания сборки в реакторе. Структура архива комплекса обеспечивает расчет флюенсов для ТВС и стержней СУЗ с учетом движения последних, а также расчет выгорания в ТВС и стержнях СУЗ. Ядерные концентрации берутся из ТА.

Для вычисления эффектов реактивности в комплексе реализованы алгоритмы теории возмущений. Имеется возможность решать уравнения кинетики в квазистатическом приближении. Необходимые параметры уравнения для амплитудной функции (время жизни мгновенных нейтронов и доли запаздывающих нейтронов) также определяются в комплексе.

Комплекс ГЕФЕСТ включает в себя набор программно-независимых модулей, которые решают задачи в автономном режиме работы. Модульная структура комплекса дает возможность подробного исследования состояний реактора, например, характеристик реактивности для обеспечения безопасной работы реактора или расчет кинетики реактора и т.д. Каждый модуль может быть заменен другим модулем, предназначенный для решения той же задачи, но с использованием новых знаний.

Список модулей комплекса следующий:

- BAESFL - Заполнение топливного архива реактора комплекса и построение картограмм типов по микрокампании из топливного архива реактора и архива состояния реактора БАЭС;

- BETABN - Расчет эффективной доли запаздывающих нейтронов и времени жизни мгновенных нейтронов;

- BURN - Расчет изменения нуклидного состава в процессе выгорания;

- DATA - Ввод и запись исходной информации;

- DELRO - Расчет величин относительного возмущения концентраций и температур нуклидов;

- EOU - Расчет сечений для экспериментальных облучательных устройств (ЭОУ);

- FLUENCE - Расчет флюенсов нейтронов по времени кампании;

- НЕХ3D - Нейтронно-физический расчет в трехмерной гексагональной геометрии в многогрупповом диффузионном приближении;

- НЕХ3DА - Расчет функции ценности в трехмерной гексагональной геометрии в многогрупповом диффузионном приближении;

- INIT - Заполнение библиотеки постоянных концентраций ТВС и сборок СУЗ;

- MODUL - Запись данных в архив состояний реактора (АRHRR);

- OST - Расчет остаточного энерговыделения;

- PCAT - Печать каталогов рабочих файлов комплекса;

- Q - Определение полей энерговыделения и его функционалов;

- QUASIK - Нестационарный расчет в квазистатическом приближении;

- SNEGA - расчет макро - и микросечений для ТВС;

- SNEGR - расчет макро - и микросечений для стержней СУЗ;

- SNEGU - расчет макро - и микросечений для ТВС возмущенной задачи;

- TEPGAZ - теплогидравлический расчет активной зоны реактора;

- ZARH - Запись данных в топливный архив комплекса (ТА);

и другие.

Все данные модулей выбираются из массивов, хранящихся на внешних устройствах (ВУ). Основная часть исходной информации сосредоточена в массиве данных D, который под оригинальным именем, как правило, отражающим номер микрокампании реактора, записывается на ВУ модулем DATA. Необходимые изменения в данных модулей вносятся пользователем через операторы бесформатного ввода-вывода в каждом модуле. В общем случае для проведения расчетов требуется наличие нескольких файлов на ВУ. Все рабочие файлы комплекса ГЕФЕСТ (РФГ), кроме ТА, организуются с использованием модуля KATRF, как и в комплексе НФБН, предшественнике комплекса ГЕФЕСТ. РФГ оформлены файлами прямого доступа, но все они имеют каталог, содержащий списки имен, длин и места в файле записей. РФГ разделяются по характеру содержащейся в них информации, присваиванием им соответствующих имен.

Краткая схема комплекса программ ГЕФЕСТ представлена на рисунке 2.1.

С учетом работы комплекса ГЕФЕСТ, системы комплекса ядерно-физических расчетов (КЯФР) БАЭС, внутристанционной сети ЭВМ, а также сети связи между АЭС, эксплуатирующей организацией - концерном РОСЭНЕРГОАТОМ и ВНИИАЭС можно говорить о создании разветвленной информационной среды, способствующей эффективной и безопасной эксплуатации реактора БН-600 в различных его режимах. Комплекс ГЕФЕСТ с дополнительным сервисным обеспечением к нему, гарантирующим визуализацию полученных расчетных результатов, является значительной составляющей указанной информационной среды.

Дополнительное сервисное обеспечение проводит визуализацию картограммы загрузки активной зоны реактора, и картограмм любых параметров имеющихся в архиве состояний реактора (АР БАЭС). При этом, пользователю предоставлена возможность выбрать масштаб цветов информационной шкалы, что обеспечивает ему возможность визуально выделять ТВС с максимальными или иными параметрами. Данное сервисное обеспечение поставлено на персональных компьютерах (ПК) в подразделениях и для руководства БАЭС, что гарантирует быстрое распространение расчетной информации, возможность оперативного анализа расчетных данных на разных уровнях обсуждения решений по действиям на реакторе.

Наличие данного сервисного обеспечения на БАЭС и ВНИИАЭС в совокупности с сетью связи ЭВМ БАЭС и ВНИИАЭС позволяет проводить обмен информацией и участвовать специалистам ВНИИАЭС в обсуждении полученных расчетных данных и принятии решения.

В результате работ по внедрению комплекса в штатную эксплуатацию на БАЭС разработан регламент его эксплуатации при использовании комплекса в обоснование безопасности загрузок реактора.

Дата добавления: 2015-07-11