Reaktorsicherheit
Arbeitsgebiete
- Weiterentwicklung, Validierung und Anwendung des Codekomplexes DYN3D-ATHLET(1)
Für die Störfallanalyse von Leichtwasserreaktoren (LWR) ist das Reaktordynamikprogramm DYN3D im Institut für Sicherheitsforschung entwickelt und mit dem Thermohydraulik-Systemcode ATHLET der Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit(GRS) gekoppelt worden. Das gekoppelte Programmpaket gestattet die Analyse eines breiten Spektrums von Reaktortransienten. DYN3D steht in zwei Versionen für russische und westliche LWR zur Verfügung. Die Validierung erfolgt anhand von internationalen Programmvergleichen (Benchmarkaufgaben) sowie der Nachrechnung von Transienten in Kernkraftwerken. DYN3D ist Bestandteil der europäischen Codeplattform NURESIM.
Aktuelle Forschungsziele sind:
- Implementierung transporttheoretischer Ansätze in die Neutronenkinetik
- Analyse hypothetischer Reaktivitätstransienten für Druck- und Siedewasserreaktoren (u. a. Bewertung von Borverdünnungstransienten(2) und ATWS-Störfällen)
- Untersuchungen zur Transmutation von Actiniden in LWR (EU-Projekt)
- Entwicklung von DYN3D-Dynamikmodellen für Salzschmelzenreaktoren und Hochtemperaturreaktoren
- Ertüchtigung und Anwendung von CFD-Codes für die Simulation sicherheitsrelevanter Prozesse
Der Arbeitsschwerpunkt umfasst:
- CFD-Rechnungen zur Kühlmittelvermischung in Druckwasserreaktoren(3)
- die Simulation des Transports von bei Leckstörfällen freigesetztem Isolationsmaterial im Reaktorsumpf(4)
- die Entwicklung und Validierung von CFD-Modellen für polydisperse Blasenströmungen(5)
- die numerische Simulation der Dynamik freier Oberflächenströmungen(6)
- die Berechnung von Wärmeübergang und Dampfbildung bei unterkühltem Sieden in beheizten Kanälen(7)
- die Untersuchung der Naturkonvektion in großen Behältern mit lokalen Wärmequellen
- die Modellierung des Blasenentrainments durch einen Flüssigkeitsstrahl(8)
Neuste Publikation
Analysis of loss of flow without scram test in the FFTF reactor – Part II: System thermal hydraulics with point neutron kinetics
Ponomarev, A.(9); Nikitin, E.(10); Fridman, E.(11)
This study presents a benchmark analysis of an unprotected loss of flow transient in a sodium-cooled fast reactor at the Fast Flux Test Facility (FFTF), carried out as part of an IAEA coordinated research project. Three codes, namely Serpent (Monte Carlo), DYN3D (3D nodal diffusion) and ATHLET (system thermal hydraulics), were employed in the benchmark exercise. Two distinct modeling approaches were utilized: 1) stand-alone ATHLET with point kinetics (PK) and system thermal hydraulics (TH); and 2) coupled DYN3D/ATHLET with spatial kinetics (SK) and system TH. Neutronics data essential for both approaches were generated using Serpent. The study is organized into three parts.
Part I presented a summary of the preparation of neutronics data for PK or coupled SK/TH simulations and included the outcomes of the static neutronics stage of the benchmark. The main focus lay on verifying the cross-section generation method for DYN3D by comparing its results against the reference Monte Carlo solutions obtained with Serpent.
Part II provides a detailed description of the ATHLET TH model of the system. This model is thoroughly evaluated by comparing the results with the ANL benchmark solution and experimental data for the transient. Furthermore, a sensitivity analysis is conducted to explore various modeling options and assess their impact on the simulation results.
Part III will showcase the transient calculation results using the two modeling approaches. Additionally, an adaptive decay heat model for nodal codes will be introduced. The performance of both modeling approaches will be assessed by comparing their results to the available experimental data.
Keywords: ATHLET; FFTF; Gas Expansion Module; loss of flow; point kinetics; SFR; unprotected transient
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Progress in Nuclear Energy 170(2024), 105130
Online First (2024) DOI: 10.1016/j.pnucene.2024.105130(17)
Mitarbeiter
Leitung | |||||
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Kliem Dr., Sören | 250/108 | 2318 | s.kliemhzdr.de | ||
Mitarbeiter | |||||
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Baier Dr., Silvio | 250/111 | 3034 | s.baierhzdr.de | ||
Bilodid Dr., Yurii | 250/209 | 2020 | y.bilodidhzdr.de | ||
Fridman Dr., Emil | 250/209 | 2167 | e.fridmanhzdr.de | ||
Konheiser, Jörg | 250/109 | 2416 | j.konheiserhzdr.de | ||
Kurde, Kerstin | 250/107 | 3025 | k.kurdehzdr.de | ||
Nikitin Dr., Evgeny | 250/207 | 2906 | e.nikitinhzdr.de | ||
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