Kopplung von ATHLET mit dem 3-dimensionalen Coremodell DYN3D

Die Kopplung fortgeschrittener Thermohydraulikprogramme mit dreidimensionalen Neutronenkinetikcodes ordnet sich in das Bestreben ein, konservative Abschätzungen durch "best estimate Rechnungen" zu ersetzen. Der DYN3D-Code wurde im Forschungszentrum Rossendorf für die Analyse von reaktivitätsinduzierten Störfällen in Reaktoren mit hexagonalen Brennelementen entwickelt und beinhaltet neben der 3D-Neutronenkinetik auch Modelle für die Thermohydraulik im Corebereich und für den Wärmeübergang vom Brennstoff zum Kühlmittel. Daher gibt es zwei grundlegende Möglichkeiten für die Realisierung der Kopplung mit dem Thermohydraulikcode ATHLET der Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit.
Bei der einen Kopplungsart wird nur der Neutronenkinetikteil von DYN3D an ATHLET angekoppelt (interne Kopplung). Diese Kopplung längs des Cores ist sehr eng und auf Grund der vielen zu übergebenden Parameter mit hohem Programmieraufwand verbunden.
Bei der hier vorgestellten Kopplungsart wird der Corebereich ganz aus dem ATHLET-Anlagenmodell herausgeschnitten und vollständig von DYN3D modelliert (externe Kopplung). Die Schnittstellen sind in diesem Fall der Coreeintritt und -austritt. An diesen Schnittstellen sind nur die Drücke, Massenströme, Enthalpien und Borsäurekonzentrationen zu übergeben. Diese Kopplungsart kann sehr einfach durch Zwischenschaltung einer Interfaceroutine realisiert werden. Sie wird durch das "General Control and Simulation Modul" (GCSM) von ATHLET wirkungsvoll unterstützt. Es sind kaum Veränderungen der einzelnen Programme notwendig. Weiterhin hat sie den Vorteil, daß die aufeinander abgestimmten DYN3D-Modelle auch in dem gekoppelten Programm genutzt werden können.
Die Kopplung wurde explizit realisiert, da eine geschlossene implizite Zeitintegration der thermohydraulischen Gleichungen wie in ATHLET entweder rechenzeitintensive Iterationen zwischen den Programmteilen oder umfangreiche Änderungen der Codes erfordern würde. Die explizite Kopplung beider Progr ...