Модели, включенные в код РАТЕГ, могут быть подразделены на:
- модели элементов систем РУ;
- модели физических процессов в теплогидравлической сети.
В коде РАТЕГ имеются следующие модели элементов систем, позволяющие в совокупности составить разветвленную, многоконтурную теплогидравлическую сеть и с достаточными подробностями моделировать системы, уровень сложности которых соответствует сложности РУ ВВЭР -1000:
- элементы термогидравлической сети системы:
- канал;
- камера;
- разветвление;
- коллектор;
- насос;
- гидроемкость (гидроаккумулятор);
- клапаны (безсигнальный инерционный, односигнальный безинерционный, двухсигнальный инерционный, сервоклапан);
- локальные сопротивления;
- распределенные сопротивления;
- скачкообразные изменения сечения;
- диафрагмы;
- двухфазный теплоноситель:
- источники неконденсирующихся газов;
- источники тепловыделения в теплоносителе;
- источники теплоносителя (инжекторы).
- тепловые элементы:
- система контроля и управления:
- датчик;
- триггер;
- регулятор;
- контрольный блок;
- условия на границах системы:
- непроницаемая стенка;
- ввод теплоносителя с различными заданными параметрами;
С помощью перечисленных элементов системы могут быть созданы полные расчетные модели РУ. Подробные описания элементов содержатся в томе 2 документации по коду.
В коде РАТЕГ используются следующие физические модели для описания процессов в теплогидравлической сети:
- двухжидкостная модель, учитывающая существенные для аварийных режимов особенности течения теплоносителя в разветвленной теплогидравлической сети;
- модель переноса тепла в элементах конструкции (позволяющая проводить расчет в одномерном либо в двумерном осесимметричном приближении);
- модель, описывающая различные конвективные режимы в объемах теплогидравлической сети;
- модель теплообмена теплоносителя с произвольным числом тепловых элементов;
- алгебраическая модель радиационного теплообмена при осушении системы;
- модели межфазных взаимодействий (и межфазной неравновесности):
- модели межфазной границы (для разных режимов);
- модели межфазного трения;
- модели межфазного теплообмена;
- модели межфазного массообмена;
- модели трения о стенки каналов;
- модели кризиса теплоотдачи;
- модели корреляций для теплообмена со стенкой;
- модели различных режимов кипения и конденсации;
- модель критического течения (для двухфазных течений);
- модельные уравнения состояния фаз теплоносителя и неконденсирующихся газов;
- и т.д.
Полная система уравнений, описывающих поведение ЯЭУ, решается в следующей последовательности:
- По системе уравнений термогидравлики рассчитывается новое состояние теплоносителя в системе. При этом тепловые потоки стенка-теплоноситель берутся с нижнего временного слоя,
- По уравнениям теплопереноса излучением определяются эффективные тепловые потоки на поверхностях ТЭ. Температуры поверхности ТЭ берутся с нижнего временного слоя.
- Рассчитывается теплопроводность в ТЭ. Потоки ТЭ – теплоноситель берутся с нижнего временного слоя. Потоки за счет теплопереноса излучением определяются на предыдущем этапе
- Вычисляются новые тепловые потоки ТЭ – теплоноситель.
- Рассчитываются новые концентрации жидкой примеси.
В коде РАТЕГ система уравнений, описывающих термогидравлику двухфазной среды с примесью неконденсируемых газов представляет собой систему 6+Nn дифференциальных уравнений в частных производных с алгебраическими замыкающими соотношениями (Nn − число неконденсирующихся газов). Для численного решения в качестве основных независимых переменных выбраны следующие величины: объемное паросодержание, давление, удельные энтальпии жидкости и пара в ячейках теплогидравлической сети, скорости газа в узлах сети, парциальные плотности неконденсирующихся газов в ячейках теплогидравлической сети.
Разностные уравнения линеаризуются частично методом Ньютона, частично методом запаздывающих коэффициентов. В качестве прямых методов решения систем линейных разностных уравнений в коде используются метод Гаусса с различной организацией вычислительного процесса и LU-разложение с одинарной точностью, которое допускает итерационное уточнение. Двумерные уравнения теплопроводности аппроксимируются линейной неявной схемой и решаются расщеплением по направлениям. При авариях с осушением активной зоны становится существенным теплоперенос излучением между элементами а.з. В коде реализована для учета радиационного теплообмена алгебраическая модель.
На базе перечисленных в предыдущем разделе физических моделей и моделей элементов систем кодом моделируются все основные процессы в РУ, как-то:
- Течение двухфазного теплоносителя с примесью неконденсирующихся газов и жидкой примеси (борная кислота);
- Межфазные взаимодействия и взаимодействия фаз со стенками каналов;
- Теплоперенос в элементах РУ (ТВЭЛы, стенки каналов и др.);
- Теплообмен излучением при осушении.
Интегральный пакет компьютерных программ СВЕЧА предназначен для детального моделирования процессов разрушения а.з. в начальной (внутрикорпусной) стадии тяжелой аварии. Пакет включает модели физико-химического взаимодействия материалов при разогреве а.з., вызванной потерей теплоносителя, модели стекания жидких компонентов, модели окисления и механического поведения оболочки ТВЭЛов и ВКУ, ряд моделей по определению разрушения а.з. реактора.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.