Материал: Белозеров В.И., Жук М.М., Кузина Ю.А., Терновых М.Ю. Физика и эксплуатационные режимы реактора ВВЭР-1000

149; коэффициентов неравномерности энерговыделения в активной зоне; реактивности системы. С использованием теории возмущения рассчитываются коэффициенты реактивности: по плотности и температуре теплоносителя, по температуре топлива, по мощности реактора. Определяются следующие параметры кинетики: среднее время жизни мгновенных нейтронов, эффективная доля запаздывающих нейтронов, средняя постоянная распада предшественников запаздывающих нейтронов.

Программа позволяет имитировать состояния активной зоны в процессе выгорания топлива и при переходных процессах на ксеноне и самарии с учетом реального изменения эксплуатационных параметров реактора (положения органов регулирования, уровня мощности, давления и температуры теплоносителя, концентрации бора в замедлителе и т.п.).

Программа обеспечивает проведение расчетов нейтроннофизических характеристик активной зоны в соответствии с требованиями номенклатуры эксплуатационных физических расчетов для существующих типов реакторов ВВЭР. Программа БИПР-7А является модифицированной версией программы БИПР-7. Изменения были внесены только в сервисную часть программы, отвечающую за ввод, вывод данных и режимы расчета.

Выполненная модификация программы БИПР-7 не коснулась физических приближений и методов пространственного расчета. Текущая версия программы БИПР-7А позволяет проводить расчеты следующих режимов:

-имитация выгорания топлива;

-имитация перегрузки топлива (с возможностью выборки кассет из имитатора хранилища топлива);

-расчет отдельного состояния реактора;

-расчет эффектов реактивности;

-расчет коэффициентов реактивности;

-поиск наиболее эффективного ОР СУЗ;

-эффективность отдельных ОР СУЗ;

-эффективность отдельных групп ОР СУЗ;

-эффективность групп ОР СУЗ при движении в штатной последовательности;

-эффективность аварийной защиты;

-определение температуры повторной критичности;

271

-определение стояночной концентрации борной кислоты;

-обеспечение режима «ускоренной разгрузки блока» для ВВЭР1000;

-имитация переходных процессов на ксеноне и на самарии; имитационный расчет выгорания топлива для программы ПИР-А;

-расчет функций влияния для программы ПИР-А.

Логическая схема программы БИПР-7А поепзана на рис. 8.19: START – процедура запуска программы на счет;

MAIN – головной модуль; формирует связь программы с входными и выходными файлами; считывание данных, управляющих режимом работы программы;

BURNUP – модуль, организующий процесс имитации выгорания топливных загрузок;

STAT – модуль, организующий процесс расчета отдельных состояний и движения ОР СУЗ;

PROCXE – модуль, организующий процесс расчета Xe- и Smпереходных процессов; HIPRE – считывание и обработка информации по геометрическим, физическим и теплогидравлическим характеристикам активной зоны реактора;

INTER – считывание и обработка библиотеки констант;

CRIT – основной модуль, обеспечивающий процедуру расчета потоков нейтронов и коэффициента размножения;

SHLAK – расчет глубин выгорания топлива; POTOK – расчет потоков нейтронов;

BOR – модуль, организующий вывод реактора в критическое состояние путем изменения концентрации бора в теплоносителе;

WOR – модуль, организующий вывод реактора в критическое состояние путем изменения тепловой мощности реактора;

STER – модуль, организующий вывод реактора в критическое состояние путем изменения положения ОР СУЗ;

N26 – расчет коэффициентов реактивности и параметров точечной кинетики;

VARWR – организация хранения расчетной информации; PRISV – обработка расчетной информации для последующей

выдачи на печать;

PRINT – набор модулей, обеспечивающих печать расчетной информации;

END – завершение работы программы.

272

Программа ПЕРМАК-А предназначена для выполнения мелкосеточных (потвэльных) малогрупповых двумерных диффузионных расчетов как в одном, так и во многих поперечных сечениях активной зоны ВВЭР. В программе ПЕРМАК-А обеспечивается:

-проведение расчета как в одном, так и во многих слоях по высоте активной зоны, определяемых пользователем программы;

-возможность получения коэффициентов неравномерности поля энерговыделения как в отдельных ТВС, так и для всей активной зоны в целом;

-проведение расчета выгорания нескольких топливных загрузок одного реактора при однократном обращении к программе;

-возможность имитации выгорания загрузки с учетом движения (а также «застревания») как отдельных органов регулирования, так

игрупп ОР СУЗ;

-имитация перегрузки топлива с возможностью выборки ТВС из имитатора хранилища топлива;

-проведение расчета отдельных состояний для указанных пользователем моментов кампании;

-автоматическое преобразование входных данных к оптимальному расчетному углу симметрии загрузки;

-возможность получения усредненных по поперечному сечению ТВС макросечений, вычисления средних токов и потоков на гранях ТВС; возможность продолжения счета.

Программа ПЕРМАК-А осуществляет автоматическую настройку на исходные данные, параметры состояния активной зоны и результаты расчетов, полученные по программе БИПР-7А для конкретной топливной загрузки реактора. Одновременно проводится сопоставление с результатами расчетов, полученных по программе БИПР-7А.

Программа ПРОРОК-A предназначена для оптимизации топливных загрузок реакторов ВВЭР. В программе реализованы две возможности оптимизации: в интерактивном режиме и при помощи автоматических алгоритмов. Программа ПРОРОК-А представляет собой мощный и удобный аппарат для оптимизации топливных циклов реакторов ВВЭР. Реализованные в программе интерфейсные возможности заметно упрощают работу разработчиков по созданию топливных загрузок и стационарных топливных циклов, а функции автоматической оптимизации заметно ускоряют этот процесс.

274

Винтерактивном режиме пользователь самостоятельно, опираясь на накопленный опыт, может проводить оптимизацию топливной загрузки. В режиме автоматической оптимизации программа сама проводит оптимизацию при помощи формальных математических алгоритмов.

Впривычном для расчетчика виде задача оптимизации топливного цикла реактора ВВЭР может быть сформулирована следующим образом.

Рассматриваются N последовательных топливных загрузок. Заданы следующие исходные данные:

- совокупность свежих ТВС (для каждой ТВС определены геометрия и конструкционные материалы, обогащение топлива, выгорающие поглотители и другие характеристики, определяющие ее нейтронно-физические свойства, и подготовлены необходимые для расчетов нейтронно-физические константы, которые могут быть использованы в формируемом топливном цикле);

- допустимые сроки пребывания ТВС в активной зоне; допустимое выгорание топлива в ТВС;

- длительности работы рассматриваемых топливных загрузок; ограничения на характеристики активной зоны, обеспечивающие безопасность эксплуатации.

Если число рассматриваемых кампаний (N) велико, то предполагается, что, начиная с некоторой кампании (например, с 4-й или 5-й), реактор должен выйти в режим стационарных перегрузок, т.е. состав свежего топлива и схемы движения ТВС при перегрузке будут периодически повторяться. Если загрузка, с которой начинается расчет, не является первой топливной загрузкой реактора, то предполагается, что известны расположение ТВС и их выгорание на момент окончания работы предыдущей топливной загрузки. В простейшем случае рассматривается одна кампания.

Задача заключается в определении номенклатуры и количества свежих ТВС, загружаемых в реактор перед началом каждой рассматриваемой кампании, и схем перестановок ТВС в процессе перегрузок. Если известны экономические характеристики топливного цикла (стоимости свежих ТВС, стоимости отправки отработавших ТВС, эксплуатационные расходы и др.), то в качестве целевой функции можно использовать, например, доход, полученный за время работы энергоблока в течение N кампаний. Однако при про-

275