EXAMPLES AND RELEASES

Примеры расчета тяжелых аварий

На рисунке 1 приведены результаты расчета мощности реактора для аварии типа UTOP. В качестве исходного события постулировалось одновременное извлечение из активной зоны с МОКС топливом стержней СУЗ с отказом активной и пассивных систем остановки реактора. Извлечение стрежней приводит к вводу положительной реактивности, в результате которого возрастает мощность реактора. На этом отрезке рост мощности ограничен Доплер-эффектом. Кипение теплоносителя на выходе из активной зоны начинается на 11 с аварийного процесса и через 2-3 секунды приводит к плавлению и перемещению стальных оболочек твэлов. При этом мощность реактора практически скачком возрастает до 13 номинальных значений за счет положительного эффекта реактивности при удалении стали из активной зоны. После чего происходит масштабное плавление топлива в активной зоне и выброс большей части образовавшегося расплава вместе с парожидкостным потоком в район верхнего поглощающего экрана. В результате этого мощность реактора снижается ниже номинального значения. Стоит отметить, что моделируемые процессы имеют большую неопределенность. Поэтому для оценки их адекватности выполнено сравнение с результатами, полученными по коду COREMELT (черная кривая с квадратными маркерами на рисунке 3) [4, 5]. Основным отличием в моделях кода COREMELT является использование  цилиндрической R-Z геометрии в приближении пористого тела для активной зоны и 3D модели нейтронно-физических процессов. До начала кипения натрия, как можно видеть на рисунке 3, результаты моделирования существенно не отличаются. Начало кипения натрия различается на 1 секунду. Сам процесс кипения и воздействия на реактивность отличается более существенно. В СОКРАТ-БН он занимает от начала кипения до кризиса теплообмена порядка 2-х секунд, в коде COREMELT около 6-ти секунд. Это объясняется расхождением в оценке пустотного эффекта реактивности. В СОКРАТ-БН после закипания в верхней области ТВС пустотный эффект принимает отрицательное значение, но не достаточное, чтобы значительно снизить мощность. Поэтому область кипения быстро расширяется до центра активной зоны, пустотный эффект реактивности становится положительный, что приводит к быстрому росту мощности и быстрому росту температуры. Расчет по коду COREMELT дает большее отрицательное значение пустотного эффекта реактивности, что приводит к большему колебанию мощности и более позднему наступлению кризиса теплообмена. С другой стороны, после наступления кризиса и начала плавления стальной оболочки, расчеты ведут себя похожим образом: резкий рост мощности приводит к разогреву активной зоны и плавлению топлива, а затем резкое снижение мощности, связанное с уносом топлива. Оба расчета дают похожее значение пиковой мощности: около 13 номиналов – СОКРАТ-БН и около 11 номиналов – код COREMELT

Рисунок 1 – Относительная мощность РУ в аварии UTOP