«РОСАТОМ» / АО «ГНЦ РФ – ФЭИ»

Центр Ответственности «Проектные коды»

Алгоритмы и расчетные коды для обоснования систем безопасности и локализации аварий на АЭС.

Расчетная лаборатория контурной теплогидравлики

Направления исследований

Фундаментальные и прикладные исследования, направленные на создание современных расчетных кодов для численного моделирования теплогидравлики, гидродинамики, теплопередачи и массообмена в реакторах АЭС:

  • фундаментальные исследования направлены на создание многомерных математических моделей, методов их решения, разработку замыкающих соотношений и расчетные исследования теплогидравлических и массообменных процессов, протекающих в реакторах АЭС в нормальных и аварийных режимах;
  • прикладные исследования направлены на использование разработанных алгоритмов и кодов для компьютерного моделирования теплогидравлических и массообменных процессов в активных зонах, контурах и оборудовании реакторов АЭС, проведение расчетов в обоснование проектов реакторных установок.

В лаборатории разработаны двумерные и трехмерные коды для моделирования нестационарных процессов в реакторных контурах:

  • двумерный код DINCOR позволяет проводить численное моделирование тепломассопереноса при плавлении, затвердевании и физико-химических процессах в реакторах при авариях и  взаимодействии теплоносителей с примесями и конструкционными материалами;
  • трехмерный код DINCOR-3D предназначен для моделирования пространственных эффектов процессов плавления и движения расплавов реакторных элементов при тяжелых авариях;
  • двумерный код MASKA используется для расчетов переноса примесей натриевым теплоносителем в «холодных» ловушках быстрых реакторов при обосновании конструкции и эффективности проектов ловушек;
  • трехмерный код MASKA-LM разработан для расчетного обоснования технологии свинцового теплоносителя быстрых реакторов типа БРЕСТ в нормальных и аварийных режимах;

Код MASKA-LM

Код предназначен для расчета пространственных трехмерных нестационарных процессов тепломассопереноса, образования и взаимодействия примесей в контурах со свинцовым теплоносителем:

  • Гидродинамика свинцового теплоносителя.
  • Теплоперенос и теплообмен в реакторе.
  • Поверхностные и объемные источники примеси.
  • Взаимодействие компонентов примеси.
  • Диффузия и конвективный перенос примеси.
  • Отложения примесей.
  • Восстановление окислов и очистка теплоносителя.

Код MASKA-LM может также быть использован для расчета теплогидравлических параметров отдельных элементов ядерного реактора с жидкометаллическим охлаждением, а именно, – отдельно взятой активной зоны, парогенератора, верхней камеры смешения реактора, его напорного коллектора, отдельно взятой топливной сборки, сборки экрана или защиты, сборки СУЗ.

Код DINCOR

Опыт проведения исследований.

  • выполнены исследования на основе использования кода DINCOR процессов плавления элементов и корпуса реактора ВВЭР-1000, истечения кориума в шахту реактора в обоснование конструкций ловушек кориума, процессов плавления, окисления и разрушения твэлов при гипотетической аварии с осушением активной зоны;
  • проведены расчеты на основе использования кода DINCOR течения теплоносителя и распределения температур в реакторах с жидкометаллическим теплоносителем БН-600, БН-800, БРЕСТ, в протонных и дейтонных жидкометаллических мишенных устройствах, в том числе в устройствах с течением теплоносителя со свободной поверхностью.

Код DINCOR – код для численного моделирования нестационарных процессов:

  • гидродинамика жидких и газообразных фракций среды;
  • теплоперенос и теплообмен;
  • плавление-затвердевание компонентов среды;
  • физико-химические взаимодействия между компонентами.

Код имеет двумерную и трехмерную версии, адаптированные для решения специализированных задач, отличающихся учитываемыми теплогидравлическими и физико-химическими процессами: DINCOR-DGR, DINCOR-SPR, DINCOR-HYDR и др.

Возможности расчетной лаборатории контурной теплогидравлики

Может быть исследован широкий круг задач теплогидравлики и массопереноса для широкого класса ядерных энергетических установок:

  • реакторов типа ВВЭР;
  • быстрых реакторов с натриевым охлаждением (БН-800, БН-1200);
  • реакторов с тяжелыми теплоносителями Pb, Pb-Bi (СВБР, БРЕСТ);
  • термоядерных установок с литиевым охлаждением;
  • ЯЭУ космического назначения, охлаждаемых щелочными металлами и их сплавами;
  • ЯЭУ с термоэмиссионным преобразованием энергии.

Основные публикации

    1. Дьяченко С.В., Кочкарева Я.В. Исследование влияния размера шаблона численной схемы на производительность параллельного гидродинамического кода // Вестник УГАТУ, 2015, Т. 19, № 2 (68). С. 169-178.
    2. Дьяченко С.В., Кочкарева Я.В. Исследование влияния размера шаблона численной схемы на производительность параллельного гидродинамического кода // Препринт ФЭИ − 3256, Обнинск, 2015. − 20 с.
    3. Дьяченко С.В., Кочкарева Я.В. Исследование влияния размера шаблона численной схемы на производительность параллельного гидродинамического кода // Параллельные вычислительные технологии (ПаВТ'2015): труды международной научной конференции (31 марта-2 апреля 2015 г., Екатеринбург). Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2015. С. 133-144.
    4. Сергеев В.В. Моделирование динамики при большой течи пара в ТЖМТ перспективной ЯЭУ // Итоги научно-технической деятельности Института ядерных реакторов и теплофизики за 2014 год. Научно-технический сборник. Обнинск. ГНЦ РФ – ФЭИ.
    5. Степанов А.В., Юрьев Ю.С., Кетлеров В.В. Анализ выполненных испытаний по определению характеристик рекомбинаторов // Отчет о НИОКР /ГНЦ РФ – ФЭИ, Инв. №8055. конф., Обнинск, 2016 г.
    6. Степанов А.В., Богданов С.В, Бережной С.Н. Разработка предложений по методике испытаний и процедуре аттестации методик испытаний рекомбинаторов // Отчет о НИОКР / ГНЦ РФ – ФЭИ; Инв. №224/42.02-16/13131, Обнинск, 2016 г.
    7. Разработка верификационного отчета по коду MASKA-LM версии 2 для численного моделирования процессов массопереноса в контурах с газожидкостным потоком свинцового теплоносителя: отчет о НИР (промежуточный) / ГНЦ РФ – ФЭИ; руководитель  В.Я. Кумаев.   Инв. №224/42.02-15/7965 конф. – Обнинск, 2015.
    8. Анализ и численное моделирование (на основе кода MASKA-LM) процессов переноса растворенного кислорода и продуктов коррозии в контуре циркуляции в условиях НЭ: отчёт о НИР (промежуточ.) / ГНЦ РФ – ФЭИ; руководитель В.Я. Кумаев. - Инв. №224/42.02-15/7923 конф. – Обнинск, 2015.

Начальник лаборатории

Степанов Андрей Валентинович