1 Статистические оценки нейтронно-физических и теплофизических параметров топливных сборок реакторов ВВЭР А. А. Рыжов, Д. А. Олексюк, А. А. Пинегин НИЦ «Курчатовский институт» MPAMCS 2012

2 Линейный тепловой поток и запас до кризиса теплообмена Виды неопределенностей: - расчетные; - технологические (механические); - эксплуатационные.

3 Расчет DNBR методом розыгрыша случайных отклонений применительно к распределенной модели ТВС Для того, чтобы реализовать полный статистический подход к расчету DNBR были разработаны математические модели и созданы программы учета: - термомеханических деформаций топливных сборок; - вариаций полей энерговыделения в топливных сборках, связанных с погрешностями расчета полей энерговыделения в активной зоне, механическими отклонениями и эксплуатационными неопределенностями; - распределения технологических отклонений в элементах конструкций топливных сборок; - вариаций DNBR в нескольких «горячих» ТВС

4 Модель термомеханических деформаций Параметры гидравлических ячеек: - площадь; - центр масс; - величина зазора между ячейками. Распределение энерговыделения:

5 Модель механических отклонений Обогащение топлива Диаметр твэлов Шаг твэлов в ТВС Три типа размещения партий топливных таблеток

Поле энерговыделения 6

7 Модель поля энерговыделения. Макроход и локальная структура.

8 Блок-схема программы СТАТ-ТВС Блок ввода исходных данных Подготовка данных для расчета DNBR номинальном значении параметров. Расчет номинального DNBR по программе SC-1 Главная подпрограмма Формирование ансамбля векторов случайных отклонений объемом N. n=1,N Модель технологических отклонений Модель термомеханических деформаций Модель вариации полей энерговыделения Расчет DNBR по программе SC-1 Обработка DNBR Вычисление инженерных коэффициентов Расчет квантилей контролируемых параметров и понижающего коэффициента для DNBR.

9 Разбиение ТВС на гидравлические ячейки

10 Оценка квантилей DNBR порядка 0,05 методом случайного розыгрыша отклонения

11 Оценка квантиля DNBR порядка 0,05 при использовании инженерных коэффициентов запаса

Ячейки, в которых достигалось минимальное значение DNBR 12

13 Оценка DNBR при учете шести горячих ТВС

14 Распределение инженерных коэффициентов запаса по локальному тепловому потоку по высоте

15 Понижающий инженерный коэффициент для DNBR Оценена устойчивость и робастность понижающего инженерного коэффициента для DNBR: - мощности ТВС; - форме распределения энерговыделения внутри ТВС; - аксиальной форме поля энерговыделения; - статистическим гипотезам о характере распределении случайных параметров; - наличию в активной зоне нескольких «горячих» ТВС, а в каждой «горячей» ТВС несколько десятков «горячих» ячеек ( пространственная распределенность исходной задачи)

16 Оценка устойчивости и робастности понижающего инженерного коэффициента ФакторОтклонения в k_dnbr для разных типов ячеек, % 1(межтвэльная)2(у направляющего канала) 3(периферийная) Мощность Профиль Закон распределения Форма поля

17 Заключение Развит метод статистического расчета инженерных коэффициентов посредством розыгрыша случайных параметров на основе распределенной модели ТВС. Выполнен анализ инженерных коэффициентов запаса как параметров распределенной модели активной зоны Выполненный анализ робастности полученных результатов к выбору функций распределения случайных величин Введено понятие понижающего инженерного коэффициента для DNBR и проведен анализ устойчивости и робастности этого коэффициента для гидравлических ячеек разного типа. Создана модель термомеханических деформаций ТВС, оказывающих существенное влияние на нейтронно-физические и теплогидравлические процессы. Усовершенствованы модели нейтронно-физических и механических отклонений

18 Спасибо за внимание!