Введение к работе
Актуальность пробломы. Безопасность и экономичность работы ядерно-энергетических установок в значительной степени определяются уровнем математического моделирования как на стадии проектирования установок, так и в процессе их эксплуатации. Вместе с тем, возможности использования расчетных моделей в принятии эксплуатационных решений, в оптимизационных расчетах ограничены из-за необходимости поиска компромисса между точностью и быстродействием программ нейтронно-физического расчета. Поэтому совершенствование методов, алгоритмов и программ нейтронно-физического расчета представляется актуальной задачей. Важным требованием к программам для эксплуатационных расчетов является надежность их алгоритмов. В связи с чем, использованные итерационные методы должны иметь гарантированную сходимость, а программы - средства защиты от ошибочных данных.
Цель работы - исследование сходимости модифицированного метода итерации источника, разработка быстродействующих модулей нейтронно-физического расчета к программам для эксплуатационных расчетов РБМК, разработка и внедрение на АЭС с реакторами РБМК ряда новых эксплуатационных программ, разработка быстродействующего алгоритма и программы адаптации констант нейтронно-физического расчета по экспериментальным данным.
Новизна работы связана со следующими результатами.
Получены достаточные условия сходимости модифицированного метода итерации источника.
Разработан новый быстродействующий метод контроля энергораспределения в активной зоне по данным внутри и внезонных измерений. Этот же метод можно рассматривать как новый метод коррекции макросечвний (по данным измерений) для повышения точности прогнозных нейтронно-физических расчетов и как метод диагностики корректности входных данных системы контроля энергораспределения (источник недостоверной информации можно выявить и локализовать по полю поправок к макросечениям).
Разработан и внедрен на АЭС ряд новых эксплуатационных программ (МКУ, БОКР-П, SUBKRIT, RESTORE, POKER).
Практическое значение.
Полученные в диссертации достаточные условия сходимости модифицированного метода итерации источника необходимы для построения новых эффективных итерационных алгоритмов расчета
полей нейтронов в размножающих средах, в том числе алгоритмов для многопроцессорных ЭВМ. Применительно к одному из способов повышения быстродействия - совмещению итераций даны практические рекомендации по выбору оператора шага и свободных параметров внутренних итераций. Разработан ускоренный блок нейт-ронно-физического расчета РБМК, который в настоящее время используется в качестве базового в комплексе эксплуатационных программ "Энергия". Блок внедрен на всех АЭС с реакторами РБМК. Начиная с 1934 года, с применением данного блока во ВНИИАЭС и на АЭС с реакторами РБМК выполнен значительный объем эксплуатационных расчетов по следующим программам:
ОПЕРА (оптимизация перегрузок ядерного топлива, прогноз темпа перегрузок для оптимизации заказа топлива); ОПТИМА (оптимизация радиального энергораспределения стержнями СУЗ, обеспечение опорным физрасчетом системы централизованного контроля СКАЛА); МКУ (оптимизация порядка извлечения СУЗ при пуске реактора); КРАТЕР (контроль линейной тепловой нагрузки на ТВЭЛ); safety, БОКР-ПБЯ (контроль подкритичности); subkrit (расчет влияния перегрузок на подкритичность); restore (адаптация констант расчетной модели по показаниям датчиков, диагностика ошибок в системе контроля, расчетная градуировка датчиков); ПОКЕР 1' оптимизация высотно-радиального энергораспределения стержнями СУЗ). Алгоритм коррекции констант реализован в виде программного модуля restore, который включен в состав программы stepan в качестве блока адаптации констант. Алгоритм внедрен на АЭС с РБМК-1000. Версия RESTORE для гексагональной решетки включены в состав комплекса ПИР-ВОПОЛ, предназначенного для расчетов ВВЭР. Подпрограмма restore передана в банк программ стран СЭВ (г. София) и по контракту поставлена в ЧСФР. Использование RESTORE в оперативном режиме позволит исключить некоторые
; Непосредственно автором диссертации разработаны МКУ, SUBKRIT, RESTORE, ПОКЕР. К остальным программам разработаны лишь отдельные программные модули.
предаварийные ситуации, связанные с попаданием недостоверных данных в систему контроля анергораспределения (недостоверные измерения, ошибочная перегрузка, застревание органа СУЗ и т.д). Внедрение разработанных методов и программ позволило смягчить экономические последствия от мероприятий по повышению безопасности.
Основные научные положения диссертации отражены в 6 печатных работах (работы [4-9]) и в 9 научно-техничеких отчетах. Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы (83 наименования), приложения. Содержит 136 страниц, 7 рисунков, 5 таблиц.
Апробация работы. Результаты, изложенные в диссертации, обсуждались на:
-
Первом межотраслевом семинаре "Методы и программы расчета ядерных реакторов", ИАЭ им. И.В.Курчатова, г. Москва, ноябрь 1983 г.
-
Всесоюзном научно-техническом совещании "Совершенствование методов контроля и управления реакторов РБМК-ЮОО. Повышение эффективности работы систем диагностики реакторного оборудования и подавления активности". Смоленская АЭС, Дес-ногорск, 21-23 января 1986 года.
-
Шестом Всесоюзном семинаре по проблемам физики реакторов, Москва, 4-8 сентября 1989 г.
-
Седьмом Всесоюзном семинаре по проблемам физики реакторов, Москва, 3-7 сентября 1991 г.
На защиту выносятся:
- достаточные условия сходимости модифицированного метода
итерации источника;
достаточные условия сходимости алгоритмов нейтронно-физи-ческого расчета с совмещенными итерациями;
программа и алгоритм быстродействующего блока нейтронно-фи-зического расчета РБМК для комплекса эксплуатационных программ "Энергия";
алгоритм контроля энергораспределения и коррекции констант по данным внутри и внезонных измерений.
