Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.
Використання програмного продукту
Serpent для визначення характеристик
ТВЗ ВВЕР-1000
Д.О. Шеляговський1,2, В.В. Гальченко1...
Програмний продукт Serpent
• Почав розроблятись з 2004 року у VTT Technical Research Centre (Finland);
• Serpent активно в...
В роботі A VVER-1000 LEU and MOX Assembly Computational Benchmark
(2002) приведено розрахунки для ТВЗ ВВЕР-1000 з використ...
Конфігурація розрахункової U-Gd ТВЗ
1 – Центральна трубка;
2 – ТВЕЛ збагаченням 3.7 % по
U-235;
3 – Направляючі канали;
4 ...
Конфігурація елементарної паливної чарунки
= 0.386 см
= 0.4582 см
5
ХІΙІ International Scientific and Technical Conference...
Розрахункові стани
Стан Опис
Температура
палива, K
Температура
інших матеріалів, K
Xe-135, Sm-149
S1
Робота на потужності,...
Розрахункова схема ТВЗ ВВЕР-1000 для
програмного продукту Serpent
1 – Центральна трубка;
2 – ТВЕЛ збагаченням 3.7 % по U-2...
Результати розрахунку Кinf для стану S1
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 20 25 3...
Результати розрахунку Кinf для станів S2-S5
9
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 20 40
%
MWd/kg(U)
s3
Serpent VS...
Розрахунок ізотопного складу
Відносне відхилення від середнього значення, %. Вигоряння = 40 МВт·доба/кг(U)
235U 236U 239Pu...
Розрахунок ізотопів 235U та 236U
11
0.00E+00
5.00E-05
1.00E-04
1.50E-04
2.00E-04
2.50E-04
3.00E-04
0 5 10 15 20 25 30 35 4...
Розрахунок ізотопів 239Pu та 240Pu
12
0.00E+00
5.00E-06
1.00E-05
1.50E-05
2.00E-05
2.50E-05
3.00E-05
3.50E-05
4.00E-05
4.5...
Розрахунок ізотопів 241Pu та 242Pu
13
0.00E+00
2.00E-06
4.00E-06
6.00E-06
8.00E-06
1.00E-05
1.20E-05
1.40E-05
0 5 10 15 20...
Розрахунок ізотопів 135Xe та 149Sm
14
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 20 25 30 35 40
%
M...
Потвельний розподіл енерговиділення
Нумерація ТВЕЛів у ТВЗ
для 60 градусного сектора
15
ХІΙІ International Scientific and ...
Величина потвельного енерговиділення
Стан S1 S2 S3 S4 S5
Вигояння,
МВт·доба
0 20 40 0 20 40 0 20 40 0 20 40 0 20 40
Чарунк...
Висновки:
Проведений комплекс розрахунків для ТВЗ для реактора ВВЕР-1000,
за допомогою коду Serpent, дозволяє говорити про...
В подальшому Serpent планується використовувати в якості
інструменту верифікації для детерміністичних кодів, що розраховую...
Дякую за увагу!
ХІΙІ International Scientific and Technical Conference of Young Scientists and Specialists “Problems of Mo...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

розрахунковий бенчмарк для твз ввер 1000 з використанням программного 19.10.2017

67 views

Published on

розрахунковий бенчмарк для твз ввер 1000 з використанням программного 19.10.2017

Published in: Engineering
  • Shared it, also...GROW YOU DOWNLINE OVERNIGHT - Works with any mlm. Have dozens joining whatever mlm your doing today! Go to: www.mlmrc.com
       Reply 
    Are you sure you want to  Yes  No
    Your message goes here
  • Be the first to like this

розрахунковий бенчмарк для твз ввер 1000 з використанням программного 19.10.2017

  1. 1. Використання програмного продукту Serpent для визначення характеристик ТВЗ ВВЕР-1000 Д.О. Шеляговський1,2, В.В. Гальченко1, , І.І. Шлапак1, В.І. Гулік1,2 Д.В. Будік1 1 – НВО «Імпульс», Київ, Україна; 2 – Інститут проблем безпеки АЕС НАН України, Київ, Україна ХІΙІ International Scientific and Technical Conference of Young Scientists and Specialists “Problems of Modern Nuclear Power Engineering” (Kharkiv, Ukraine)
  2. 2. Програмний продукт Serpent • Почав розроблятись з 2004 року у VTT Technical Research Centre (Finland); • Serpent активно використовується для дослідження як реакторів на «швидких» так і на «теплових» нейтронах; • Використовує безперервну за енергію бібліотеку нейтроно-фізичних констант; • Скорочення часу розрахунку (у порівнянні з іншими Монте-Карло кодами) за рахунок використання метода Woodcock delta-tracking method для моделювання переносу нейтронів. Досліджувалось: Можливість застосування коду Serpent для розрахунку характеристик тепловиділяючих збірок (ТВЗ) реактора ВВЕР-1000. 2 ХІΙІ International Scientific and Technical Conference of Young Scientists and Specialists “Problems of Modern Nuclear Power Engineering” (Kharkiv, Ukraine)
  3. 3. В роботі A VVER-1000 LEU and MOX Assembly Computational Benchmark (2002) приведено розрахунки для ТВЗ ВВЕР-1000 з використанням добре верифікованих для палива ВВЕР програмних продуктів: TVS-M, MCU, WIMS8A, HELIOS 1.4, MCNP4B, MULTICELL. Мета роботи: Повторити представлені в звіті A VVER-1000 LEU and MOX Assembly Computational Benchmark (2002) розрахунки, з використанням програмного продукту Serpent з метою його верифікації для відповідних розрахунків палива ВВЕР 3 ХІΙІ International Scientific and Technical Conference of Young Scientists and Specialists “Problems of Modern Nuclear Power Engineering” (Kharkiv, Ukraine)
  4. 4. Конфігурація розрахункової U-Gd ТВЗ 1 – Центральна трубка; 2 – ТВЕЛ збагаченням 3.7 % по U-235; 3 – Направляючі канали; 4 – ТВЕГ (UO2 із збагаченням 3.6 % по U-235 + 4.0 % Gd2O3). ТВЗ складається з 300 ТВЕЛів, 12 ТВЕГів, 18 направляючих каналів і однієї центральної трубки. 4 ХІΙІ International Scientific and Technical Conference of Young Scientists and Specialists “Problems of Modern Nuclear Power Engineering” (Kharkiv, Ukraine)
  5. 5. Конфігурація елементарної паливної чарунки = 0.386 см = 0.4582 см 5 ХІΙІ International Scientific and Technical Conference of Young Scientists and Specialists “Problems of Modern Nuclear Power Engineering” (Kharkiv, Ukraine)
  6. 6. Розрахункові стани Стан Опис Температура палива, K Температура інших матеріалів, K Xe-135, Sm-149 S1 Робота на потужності, отруєний стан 1027 575 Eq.* S2 Робота на потужності, розотруєний стан 1027 575 0.0 S3 Гарячие зупинення 575 575 0.0 S4 Гаряче зупинення без бору 575 575 0.0 S5 Холодний стан 300 300 0.0 * - Eq. Рівноважний стан концентрацій Xe-135 і Sm-149. 6 ХІΙІ International Scientific and Technical Conference of Young Scientists and Specialists “Problems of Modern Nuclear Power Engineering” (Kharkiv, Ukraine)
  7. 7. Розрахункова схема ТВЗ ВВЕР-1000 для програмного продукту Serpent 1 – Центральна трубка; 2 – ТВЕЛ збагаченням 3.7 % по U-235; 3 – Направляючі канали; 4 – ТВЕГ (UO2 із збагаченням 3.6 % по U-235 + 4.0 % Gd2O3). Використовувались бібліотеки на основі файлу оцінених ядерних даних ENDF/B-VI.8 7 ХІΙІ International Scientific and Technical Conference of Young Scientists and Specialists “Problems of Modern Nuclear Power Engineering” (Kharkiv, Ukraine)
  8. 8. Результати розрахунку Кinf для стану S1 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 20 25 30 35 40 % MWd/kg(U) Відхилення Serpent від середнього, % -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 20 25 30 35 40 % MWd/kg(U) Відхилення Serpent від TVS-M, % Відхилення Serpent від HELIOS, % ±0.5% 8 ХІΙІ International Scientific and Technical Conference of Young Scientists and Specialists “Problems of Modern Nuclear Power Engineering” (Kharkiv, Ukraine)
  9. 9. Результати розрахунку Кinf для станів S2-S5 9 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0 20 40 % MWd/kg(U) s3 Serpent VS Helios Serpent VS TVS-M -1.2 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0 20 40 % MWd/kg(U) s4 Serpent VS Helios Serpent VS TVS-M -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 0 20 40 % MWd/kg(U) s5 Serpent VS Helios Serpent VS TVS-M -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 0 20 40 % MWd/kg(U) s2 Serpent VS Helios Serpent VS TVS-M Порівняння отриманих Кinf із кодами HELIOS та TVS-M для станів 2-5 ХІΙІ International Scientific and Technical Conference of Young Scientists and Specialists “Problems of Modern Nuclear Power Engineering” (Kharkiv, Ukraine)
  10. 10. Розрахунок ізотопного складу Відносне відхилення від середнього значення, %. Вигоряння = 40 МВт·доба/кг(U) 235U 236U 239Pu 240Pu 241Pu 242Pu 135Xe 149Sm MCU -1.46 0.62 0.34 1.11 -0.63 6.75 -0.46 -6.93 TVS-M -1.06 -0.22 0.90 5.20 -3.89 4.07 -3.39 -7.95 WIMS8A 3.47 -2.46 4.97 0.06 6.07 0.02 2.93 5.99 HELIOS 0.03 2.77 -3.82 -7.30 1.18 -2.73 0.58 3.85 MULTICELL -0.97 -0.75 -2.37 0.83 -2.72 -8.09 0.42 5.04 R.M.S. % 2.02 2.20 3.26 4.08 4.65 5.22 3.33 6.79 SERPENT 2.04 3.07 2.71 -1.01 6.83 -1.07 5.88 6.56 Відносне відхилення = 𝑋 𝑖− 𝑋 𝑋 ∗ 100% R.M.S. = 1 𝑋 ∗ 𝑖=1 𝑁 𝑋𝑖− 𝑋 2 𝑁−1 ∗ 100% R.M.S. (відносний середній квадрат відхилення)Відносне відхилення від середнього значення: 10 ХІΙІ International Scientific and Technical Conference of Young Scientists and Specialists “Problems of Modern Nuclear Power Engineering” (Kharkiv, Ukraine)
  11. 11. Розрахунок ізотопів 235U та 236U 11 0.00E+00 5.00E-05 1.00E-04 1.50E-04 2.00E-04 2.50E-04 3.00E-04 0 5 10 15 20 25 30 35 40 atoms/barn*cm MWd/kg(U) 235U SERPENT Mean 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 20 25 30 35 40 % MWd/kg(U) 236USerpent VS Heloios Serpent VS TVS-M 0.00E+00 5.00E-06 1.00E-05 1.50E-05 2.00E-05 2.50E-05 3.00E-05 3.50E-05 0 5 10 15 20 25 30 35 40 atoms/barn*cm MWd/kg(U) 236U SERPENT Mean 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 20 25 30 35 40 % MWd/kg(U) 235U Serpent VS Heloios Serpent VS TVS-M Порівняння отриманої концентрації із середньою (по 5 іншим програмним кодам) Розбіжність концентрацій із HELIOS та TVS-M ХІΙІ International Scientific and Technical Conference of Young Scientists and Specialists “Problems of Modern Nuclear Power Engineering” (Kharkiv, Ukraine)
  12. 12. Розрахунок ізотопів 239Pu та 240Pu 12 0.00E+00 5.00E-06 1.00E-05 1.50E-05 2.00E-05 2.50E-05 3.00E-05 3.50E-05 4.00E-05 4.50E-05 5.00E-05 0 5 10 15 20 25 30 35 40 atoms/barn*cm MWd/kg(U) 239PuSERPENT Mean 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 20 25 30 35 40 % MWd/kg(U) 239Pu Serpent VS Heloios Serpent VS TVS-M 0.00E+00 2.00E-06 4.00E-06 6.00E-06 8.00E-06 1.00E-05 1.20E-05 1.40E-05 1.60E-05 1.80E-05 2.00E-05 0 5 10 15 20 25 30 35 40 atoms/barn*cm MWd/kg(U) 240Pu SERPENT Mean -8.0 -6.0 -4.0 -2.0 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 20 25 30 35 40 % MWd/kg(U) 240Pu Serpent VS Heloios Serpent VS TVS-M Розбіжність концентрацій із HELIOS та TVS-MПорівняння отриманої концентрації із середньою (по 5 іншим програмним кодам) ХІΙІ International Scientific and Technical Conference of Young Scientists and Specialists “Problems of Modern Nuclear Power Engineering” (Kharkiv, Ukraine)
  13. 13. Розрахунок ізотопів 241Pu та 242Pu 13 0.00E+00 2.00E-06 4.00E-06 6.00E-06 8.00E-06 1.00E-05 1.20E-05 1.40E-05 0 5 10 15 20 25 30 35 40 atoms/barn*cm MWd/kg(U) 241PuSERPENT Mean 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 20 25 30 35 40 % MWd/kg(U) 241Pu Serpent VS Heloios Serpent VS TVS-M -5.00E-07 0.00E+00 5.00E-07 1.00E-06 1.50E-06 2.00E-06 2.50E-06 3.00E-06 3.50E-06 4.00E-06 4.50E-06 0 5 10 15 20 25 30 35 40 atoms/barn*cm MWd/kg(U) 242Pu SERPENT Mean -10.0 -5.0 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 20 25 30 35 40 % MWd/kg(U) 242Pu Serpent VS Heloios Serpent VS TVS-M Розбіжність концентрацій із HELIOS та TVS-MПорівняння отриманої концентрації із середньою (по 5 іншим програмним кодам) ХІΙІ International Scientific and Technical Conference of Young Scientists and Specialists “Problems of Modern Nuclear Power Engineering” (Kharkiv, Ukraine)
  14. 14. Розрахунок ізотопів 135Xe та 149Sm 14 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 20 25 30 35 40 % MWd/kg(U) 135Xe Serpent VS Heloios Serpent VS TVS-M 0 5E-10 1E-09 1.5E-09 2E-09 2.5E-09 3E-09 3.5E-09 0 5 10 15 20 25 30 35 40 atoms/barn*cm MWd/kg(U) 135Xe SERPENT Mean 0 5E-09 1E-08 1.5E-08 2E-08 2.5E-08 3E-08 3.5E-08 0 5 10 15 20 25 30 35 40 atoms/barn*cm MWd/kg(U) 149Sm SERPENT Mean -15.0 -10.0 -5.0 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 20 25 30 35 40 % MWd/kg(U) 149Sm Serpent VS Heloios Serpent VS TVS-M Розбіжність концентрацій із HELIOS та TVS-MПорівняння отриманої концентрації із середньою (по 5 іншим програмним кодам) ХІΙІ International Scientific and Technical Conference of Young Scientists and Specialists “Problems of Modern Nuclear Power Engineering” (Kharkiv, Ukraine)
  15. 15. Потвельний розподіл енерговиділення Нумерація ТВЕЛів у ТВЗ для 60 градусного сектора 15 ХІΙІ International Scientific and Technical Conference of Young Scientists and Specialists “Problems of Modern Nuclear Power Engineering” (Kharkiv, Ukraine)
  16. 16. Величина потвельного енерговиділення Стан S1 S2 S3 S4 S5 Вигояння, МВт·доба 0 20 40 0 20 40 0 20 40 0 20 40 0 20 40 Чарунка Код 63 19 6 35 1 6 35 64 6 35 58 6 35 1 6 MCU 1.005 0.965 0.959 0.318 1.048 0.963 0.320 1.062 0.958 0.308 0.953 0.957 0.218 1.084 0.943 TVS-M 0.993 0.983 0.987 0.319 1.032 0.989 0.318 1.037 0.989 0.308 0.972 0.987 0.217 1.070 0.971 WIMS8A 0.998 0.987 0.990 0.336 1.028 0.992 0.333 1.032 0.992 0.323 0.978 0.991 0.229 1.050 0.985 HELIOS 0.981 0.975 0.979 0.329 1.047 0.981 0.327 1.038 0.981 0.317 0.966 0.979 0.222 1.078 0.967 MULTICELL 0.957 0.979 0.985 0.317 1.045 0.986 0.316 1.037 0.986 0.306 0.967 0.984 0.215 1.056 0.986 Serpent 1.010 1.000 0.981 0.377 1.015 0.962 0.381 1.041 0.962 0.362 0.979 0.963 0.262 1.044 0.963 16 ХІΙІ International Scientific and Technical Conference of Young Scientists and Specialists “Problems of Modern Nuclear Power Engineering” (Kharkiv, Ukraine)
  17. 17. Висновки: Проведений комплекс розрахунків для ТВЗ для реактора ВВЕР-1000, за допомогою коду Serpent, дозволяє говорити про коректність розробленої розрахункової схеми для цілей аналізу критичності систем з паливом ВВЕР-1000. Serpent може використовуватись для: 1) Аналізу характеристик систем з ядерним паливом; 2) Розрахунків вигоряння; 3) Підготовки гомогенізованих макроскопічних характеристик; 4) Моделювання характеристик паливного завантаження. 17 ХІΙІ International Scientific and Technical Conference of Young Scientists and Specialists “Problems of Modern Nuclear Power Engineering” (Kharkiv, Ukraine)
  18. 18. В подальшому Serpent планується використовувати в якості інструменту верифікації для детерміністичних кодів, що розраховують всю активну зону реактора ВВЕР-1000 (наприклад, ВОЯЖ/KRUIZ та HELIOS). Розрахунки проводились з використанням Serpent 1.1.7 та Serpent 2.1.28. Версія 2.1.28 має опцію, яка дозволяє підкоригувати мікроскопічні перерізи на необхідні значення температури як для палива так і для інших матеріалів, що дозволило отримати більш точні значення температурних коефіцієнтів реактивності. Також версія Serpent 2.1.28 дозволяє отримати дещо точніші значення концентрації ізотопів 135Xe та 149Sm. 18 Висновки: ХІΙІ International Scientific and Technical Conference of Young Scientists and Specialists “Problems of Modern Nuclear Power Engineering” (Kharkiv, Ukraine)
  19. 19. Дякую за увагу! ХІΙІ International Scientific and Technical Conference of Young Scientists and Specialists “Problems of Modern Nuclear Power Engineering” (Kharkiv, Ukraine) More information: Dmytro Sheliahovskiy shelagovskii@gmail.com

×