Расширенное тестирование и верификация модернизированного кода РАТЕГ в составе расчетного комплекса РАТЕГ/СВЕЧА/ГЕФЕСТ: Итоговый отчет о НИР, страница 11

-  гидроемкости второй ступени,

-  второй контур парогенераторов и систему паропроводов,

-  систему пассивного отвода тепла ПГ.

5.1.1.  Моделирование реактора

            Модель реактора состоит из зоны входных патрубков, опускного участка, нижней камеры смешения, активной зоны, верхней камеры, зоны выходных патрубков. Схема моделирования реактора показана на рисунке .

            Зона входных патрубков представлена 4 камерами RV_INLET1 - RV_INLET4, собранных в кольцо с помощью горизонтальных квазиканалов RV_IN1_IN2 (RV_IN2_IN3, RV_IN3_IN4, RV_IN4_IN1). Каждая камера также связана с холодным трубопроводом одной из петель, с одной из камер зоны выходных патрубков (сверху) и опускным участком (снизу). Опускной участок НКР представлен элементами RV_DOWN0, RV_DOWN1 (моделируют кольцевой канал между корпусом и шахтой реактора от зоны холодных патрубков до уровня опорной дистанционирующей решетки АЗ) и RV_DOWN2 (цилиндрическую часть области между шахтой и корпусом реактора ниже опорной решетки АЗ). Камера RV_NKS1 представляет собой объем, заключенный между эллиптическими днищами корпуса и шахты реактора. Объем внутри шахты реактора до нижней отметки активной зоны представлен элементами RV_NKS2 и RV_NKS3. Соединение между элементами RV_NKS1 и RV_NKS2 имеет площадь проходного сечения, равную суммарной площади отверстий перфорации в эллиптическом днище шахты реактора.

Объем внутри выгородки по высоте ТВС (общей длиной 4.45 м) разбивается на два вертикальных параллельных канала CORE_121 и CORE_42. В каждом канале выделены: нижняя зона хвостовиков ТВС (0.25 м), обогреваемая часть ТВЭЛ (10 ячеек по 0.353 м), верхняя необогреваемая часть ТВС (газовый зазор ТВЭЛ и головки ТВС). Элемент CORE_121 моделирует теплогидравлический канал с центральными ТВС, элемент CORE_42 моделирует канал 42 периферийных ТВС. Элемент CORE_BYPASS моделирует протечку теплоносителя из нижнего объема реактора в верхний в обход активной зоны: каналы выгородки и зазор между шахтой и выгородкой.

            СКР смоделирована 5 теплогидравлическими элементами. Элемент RV_VKS1 имеет высоту, равную толщине нижней плиты БЗТ (250 мм) и представляет объем теплоносителя в отверстиях плиты. Элементы RV_VKS2, RV_VKS3, RV_VKS4 моделируют объем между нижней и средней плитой БЗТ, элемент RV_VKS5 моделирует объем между средней плитой БЗТ и крышкой реактора. Зона выходных патрубков между перфорированной частью внутрикорпусной шахты и корпусом реактора представлена 4 камерами RV_OUTLET1 - RV_OUTLET4, связанных между собой в кольцо аналогично построению входной камеры реактора (квазиканалами RV_OUT1_OUT2, RV_OUT2_OUT3, RV_OUT4_OUT4, RV_OUT4_OUT1). Камеры связаны с объемом внутри шахты RV_VKS4 (суммарное проходное сечение соединений соответствует площади отверстий перфорации) и горячими нитками петель.

            Квазиканалы вертикального типа RV_BYPASS1 - RV_BYPASS4 представляют протечку теплоносителя между НКР и СКР.

            Металлические конструкции и элементы активной зоны реактора представлены двумя типами элементов: обрабатываемыми модулем РАТЕГ и обрабатываемыми модулем СВЕЧА. Тепловые элементы представляются в цилиндрической геометрии. Структуры сложной формы также представлены цилиндрическими элементами, исходя из критериев сохранения массы и поверхности теплообмена; для сохранения этого соответствия применяется параметр кратности тепловых элементов.

            163 ТВС разбиты на 3 группы с различным уровнем энерговыделения в соответствии с радиальным профилем энерговыделения в активной зоне FA18, FA103, FA42. Тепловыделяющие элементы разбиты на 7 интервалов по радиусу равномерно и на 14 интервалов по высоте (0.25 м – нижняя необогреваемая часть, 10*0.353 м - обогреваемая часть, 0.17 м – газовый зазор ТВЭЛ, 0.5 м – головки ТВС, 0.25 м – область нижней плиты БЗТ).

 


Рис. 117 Расчетная схема реактора

            Элемент CONTROL_ROD (СВЕЧА) представляет направляющие каналы поглощающих стержней вместе с опущенными стержнями. Элемент CORE_BAFFLE (СВЕЧА) моделирует выгородку. Произведен пересчет элемента на цилиндрическую геометрию с учетом сохранения полной массы, высоты и внешнего радиуса внутрикорпусного элемента. Элемент BZT_TUBES_LOW (СВЕЧА) моделирует трубы БЗТ, расположенные между нижней и средней плитами. Элемент BZT_PERF_SHROUD (СВЕЧА) моделирует перфорированную обечайку БЗТ.

            Элементы BARREL-U1 - BARREL-U4, BARREL-M, BARREL-L (СВЕЧА) моделируют внутрикорпусную шахту реактора.

            Элементы RPV_WALL_L, RPV_WALL_U (РАТЕГ) моделируют корпус реактора. Остальные металлоконструкции реактора, а также трубопроводы циркуляционных петель и теплообменные поверхности парогенераторов также моделируются элементами модуля РАТЕГ.

5.1.2.  Циркуляционные петли

            Каждая петля включает горячую нитку, парогенератор, холодную нитку с ГЦНА. Расчетная модель ГЦТ всех петель идентична, что позволяет минимизировать влияние нодализации на результат расчетного поведения петель. Стенки трубопроводов (на примере петли №1) смоделированы тепловыми элементами HOT_WALL_1 и COLD_WALL_1. На внешних границах трубопроводов задана температура, соответствующая температуре в  защитной оболочке.

5.1.3.  Модель парогенератора по первому контуру

            В модель парогенератора включены следующие основные элементы: напорный (горячий) коллектор, теплообменные трубки (выделено 3 яруса), сборный (холодный) коллектор и система сдувки неконденсируемых газов (ССНГ).

            Горячий коллектор ПГ-1 состоит из канала SG_IN_1 и камер SG_HC1_1, SG_HC2_1, SG_HC3_1. Компоновка холодного коллектора аналогична компоновке горячего. Гидравлические каналы SG_LOW1_1 - SG_LOW2_1, SG_MED1_1 - SG_MED2_1, SG_TOP1_1 - SG_TOP2_1 и тепловые элементы SGTU_LOW_1, SGTU_MED_1, SGTU_TOP_1 представляют три яруса теплообменных трубок с соответствующей кратностью (1580, 3140, 6258). Трубки имеют диаметр Æ16х1.5 и длину 11.07 м. На первой половине длины трубки имеют наклон 0.5 градуса в сторону горячего коллектора, на второй половине - наклон 0.5 градуса в сторону холодного.