D. V. Didenko, D. E. Baluev, I. V. Marov, O. Nikanorov, S. Rogozhkin, S. E. Sorokin
{"title":"高温气冷堆热物理过程的计算建模","authors":"D. V. Didenko, D. E. Baluev, I. V. Marov, O. Nikanorov, S. Rogozhkin, S. E. Sorokin","doi":"10.20537/2076-7633-2023-15-4-895-906","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"В настоящее время в Российской Федерации разрабатывается высокотемпературный газоохлаждаемый реактор, являющийся составной частью атомной энерготехнологической станции, предназначенной для крупномасштабного производства водорода. При разработке проекта высокотемпературного газоохлаждаемого реактора одной из ключевых задач является расчетное обоснование принятой конструкции. В статье приводится методика расчетного анализа теплофизических характеристик высокотемпературного газоохлаждаемого реактора. Методика базируется на использовании современных вычислительных программ для электронно-вычислительных машин. Выполнение задачи теплофизического расчета реактора в целом и активной зоны в частности проводилось в три этапа. Первый этап заключается в обосновании нейтронно-физических характеристик активной зоны блочного типа в процессе выгорания с использованием программы MCU-HTR, основанной на методе Монте-Карло. Вторым и третьим этапами являются исследования течения теплоносителя и температурного состояния реактора и активной зоны в трехмерной постановке с требуемой степенью детализации с помощью программ FlowVision и ANSYS. Для проведения расчетных исследований были разработаны расчетные модели проточной части реактора и колонны тепловыделяющих сборок. По результатам расчетного моделирования оптимизированы конструкция опорных колонн и нейтронно-физические параметры тепловыделяющей сборки. Это привело к снижению суммарного гидравлического сопротивления реактора и максимальной температуры топливных элементов. Показана зависимость максимальной температуры топлива от величины коэффициентов неравномерности энерговыделения, определяемой расположением поглощающих стержней и компактов выгорающего поглотителя в тепловыделяющей сборке.","PeriodicalId":37429,"journal":{"name":"Computer Research and Modeling","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2023-08-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"Computational modeling of the thermal and physical processes in the high-temperature gas-cooled reactor\",\"authors\":\"D. V. Didenko, D. E. Baluev, I. V. Marov, O. Nikanorov, S. Rogozhkin, S. E. Sorokin\",\"doi\":\"10.20537/2076-7633-2023-15-4-895-906\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"В настоящее время в Российской Федерации разрабатывается высокотемпературный газоохлаждаемый реактор, являющийся составной частью атомной энерготехнологической станции, предназначенной для крупномасштабного производства водорода. При разработке проекта высокотемпературного газоохлаждаемого реактора одной из ключевых задач является расчетное обоснование принятой конструкции. В статье приводится методика расчетного анализа теплофизических характеристик высокотемпературного газоохлаждаемого реактора. Методика базируется на использовании современных вычислительных программ для электронно-вычислительных машин. Выполнение задачи теплофизического расчета реактора в целом и активной зоны в частности проводилось в три этапа. Первый этап заключается в обосновании нейтронно-физических характеристик активной зоны блочного типа в процессе выгорания с использованием программы MCU-HTR, основанной на методе Монте-Карло. Вторым и третьим этапами являются исследования течения теплоносителя и температурного состояния реактора и активной зоны в трехмерной постановке с требуемой степенью детализации с помощью программ FlowVision и ANSYS. Для проведения расчетных исследований были разработаны расчетные модели проточной части реактора и колонны тепловыделяющих сборок. По результатам расчетного моделирования оптимизированы конструкция опорных колонн и нейтронно-физические параметры тепловыделяющей сборки. Это привело к снижению суммарного гидравлического сопротивления реактора и максимальной температуры топливных элементов. Показана зависимость максимальной температуры топлива от величины коэффициентов неравномерности энерговыделения, определяемой расположением поглощающих стержней и компактов выгорающего поглотителя в тепловыделяющей сборке.\",\"PeriodicalId\":37429,\"journal\":{\"name\":\"Computer Research and Modeling\",\"volume\":null,\"pages\":null},\"PeriodicalIF\":0.0000,\"publicationDate\":\"2023-08-01\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"0\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"Computer Research and Modeling\",\"FirstCategoryId\":\"1085\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.20537/2076-7633-2023-15-4-895-906\",\"RegionNum\":0,\"RegionCategory\":null,\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"Q4\",\"JCRName\":\"Computer Science\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Computer Research and Modeling","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.20537/2076-7633-2023-15-4-895-906","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"Q4","JCRName":"Computer Science","Score":null,"Total":0}
Computational modeling of the thermal and physical processes in the high-temperature gas-cooled reactor
В настоящее время в Российской Федерации разрабатывается высокотемпературный газоохлаждаемый реактор, являющийся составной частью атомной энерготехнологической станции, предназначенной для крупномасштабного производства водорода. При разработке проекта высокотемпературного газоохлаждаемого реактора одной из ключевых задач является расчетное обоснование принятой конструкции. В статье приводится методика расчетного анализа теплофизических характеристик высокотемпературного газоохлаждаемого реактора. Методика базируется на использовании современных вычислительных программ для электронно-вычислительных машин. Выполнение задачи теплофизического расчета реактора в целом и активной зоны в частности проводилось в три этапа. Первый этап заключается в обосновании нейтронно-физических характеристик активной зоны блочного типа в процессе выгорания с использованием программы MCU-HTR, основанной на методе Монте-Карло. Вторым и третьим этапами являются исследования течения теплоносителя и температурного состояния реактора и активной зоны в трехмерной постановке с требуемой степенью детализации с помощью программ FlowVision и ANSYS. Для проведения расчетных исследований были разработаны расчетные модели проточной части реактора и колонны тепловыделяющих сборок. По результатам расчетного моделирования оптимизированы конструкция опорных колонн и нейтронно-физические параметры тепловыделяющей сборки. Это привело к снижению суммарного гидравлического сопротивления реактора и максимальной температуры топливных элементов. Показана зависимость максимальной температуры топлива от величины коэффициентов неравномерности энерговыделения, определяемой расположением поглощающих стержней и компактов выгорающего поглотителя в тепловыделяющей сборке.
期刊介绍:
The journal publishes original research papers and review articles in the field of computer research and mathematical modeling in physics, engineering, biology, ecology, economics, psychology etc. The journal covers research on computer methods and simulation of systems of various nature in the leading scientific schools of Russia and other countries. Of particular interest are papers devoted to simulation in thriving fields of science such as nanotechnology, bioinformatics, and econophysics. The main goal of the journal is to cover the development of computer and mathematical methods for the study of processes in complex structured and developing systems. The primary criterion for publication of papers in the journal is their scientific level. The journal does not charge a publication fee. The decision made on publication is based on the results of an independent review. The journal is oriented towards a wide readership – specialists in mathematical modeling in various areas of science and engineering. The scope of the journal includes: — mathematical modeling and numerical simulation; — numerical methods and the basics of their application; — models in physics and technology; — analysis and modeling of complex living systems; — models of economic and social systems. New sections and headings may be included in the next volumes.