Раздел 2. Описание используемых кодов, Их верификация и валидация
Общие подходы
В данном разделе приведено описание используемых компьютерных кодов и
разработанные для них наборы исходных данных. Применение расчетных кодов для
анализа различных состояний реакторной установки требует выполнения
определенных процедур, подтверждающих корректность применяемых методик и
правильность формирования набора исходных данных [9, 10]. Поскольку в работе
применяются существующие компьютерные коды, то, чтобы избежать
неопределенностей в трактовке терминологий, приведем несколько наиболее
используемых в работе понятий.
Верификация: Процесс проверки информации, представленной в документации по
разработке расчетной схемы, а также процесс проверки расчетной модели с целью
подтверждения корректности исходной информации и расчетной модели, а также с
целью проверки соответствия информации установленным требованиям.
Валидация: Процесс оценки результатов расчета модели в сравнении с
экспериментальными данными для проверки адекватности моделирования системы и
физических явлений, а также для определения величины
расчетно-экспериментального расхождения.
Нодализационная схема: Модельное представление физической системы в виде
взаимосвязанной совокупности контрольных объемов и необходимых граничных
условий.
Расчетная модель (схема): Набор исходных данных (компьютерный файл), который
отражает физическую систему (энергоблок АЭС) и определяет условия задачи и
опции решения, и который сделан в виде, доступном для компьютерного кода.
Квалифицированная расчетная модель (схема): Расчетная модель физической
системы, для которой выполнены процедуры верификации и валидации для
определенного класса переходных процессов.
Выполнение указанных процедур позволит нам с достаточной степенью доверия
относиться к получаемым в работе результатам.
Расчетная модель энергоблока АЭС с ВВЭР-1000 для кода RELAP5/MOD3.2. Результаты
валидации и верификации
Расчетная схема энергоблока АЭС с ВВЭР-1000 для кода RELAP5/MOD3.2
Код RELAP5 [15] был разработан Национальной Энергетической Лабораторией Айдахо
(INEL) для Комиссии Ядерного Регулирования США (NRC) как инструмент для анализа
переходных процессов, протекающих в реакторах на легкой воде (LWR). Версия
RELAP5/MOD3.2 предназначена для анализа всех переходных процессов, протекающих
в реакторах типа LWR, а также проектных аварий, включающих аварии с большими и
малыми течами теплоносителя (LOCA), переходные процессы, без срабатывания
аварийной защиты (ATWS).
Разработка расчетной модели ЯППУ энергоблока №1 ХАЭС выполнялась автором
совместно со специалистами КИЭП и «Энергориск». Результаты работы подробно
отражены в [57, 58]. Основные технические моменты данной расчетной схемы
приведены ниже.
Рис. 2.3. Расчетная схема оборудования первого контура ВВЭР 1000/320 для
энергоблока №1 Хмельницкой АЭС.
Основной особенностью представленной расчетной схемы, в отличие от ранее
применяемых [2 Стандартно используют так называемую «трех петлевую» расчетную
схему энергоблока, в которой четыре петли ГЦТ моделируются тремя расчетными
петлями в модели.] в Украине, является моделирование четырех петель ГЦТ
энергоблока четырьмя петлями расчетной модели для кода RELAP5/MOD3.2. Такой
переход позволил корректно описать работу важных для безопасности систем
второго контура, прежде всего системы аварийной питательной воды (АПВ). Система
аварийной питательной воды на ВВЭР-1000/320 (ХАЭС-1,2, РАЭС-3,4) выполнена по
трехканальному принципу, причем один канал обеспечивает подачу аварийной
питательной воды в четные ПГ, другой – в нечетные ПГ, и еще один – во все
четыре ПГ. При этом уставки ввода каналов в работу различны. Различны также и
алгоритмы управления (по уровню/расходу). В данных условиях объединение любых
двух петель, а значит и соответствующих ПГ, неизбежно приводит к объединению
двух независимых каналов аварийной питательной воды в один, с соответствующим
усложнением алгоритмов управления системой, используемых в модели. Четырех
петлевая расчетная модель позволила корректно учесть работу системы аварийной
питательной воды, в том числе с наложением отказа любого из трех каналов, при
задании алгоритмов работы системы.
Кроме того, в разработанной расчетной схеме был максимально учтен предыдущий
опыт разработки в вопросах моделирования условий теплообмена и путей течения
жидкости, для достижения наилучшей сходимости результатов. В модели учтены
особенности смешивания холодной воды с двухфазной смесью и, как следствие,
результирующую конденсацию пара, в случае работы системы САОЗ. Разработана [52,
57] и внедрена схема квазитрехмерной модели компенсатора объема. Особенности
теплообмена при кипении жидкости в каналах активной зоны реактора описываются
на основе уравнений Кутателадзе и др.
Валидация расчетной модели
Как уже было отмечено ранее, процесс валидации является конечным этапом
разработки набора исходных данных, и должен подтвердить адекватность
предсказания расчетной моделью физических явлений и процессов.
Выбор переходных процессов для проведения валидации осуществляется с учетом
следующих условий:
* рассматриваемые переходные процессы или аварийные ситуации должны были иметь
место на исследуемом реальном объекте, под который разработана модель для кода
RELAP5/MOD.3.2;
* рассматриваемые переходные процессы или аварийные ситуации должны включать
как можно более обширный спектр сигналов аварийных защит и блокировок, работы
автоматических регуляторов и функционирующих систем безопасности и нормальной
эксплуатации, что даст возможность наиболее полно
- Київ+380960830922