5.6.2 Теплогидравлические программы

Эти программы можно условно разделить на три группы:

- программы моделирования динамики ЯЭУ в условиях аварий, не связанных с крупными течами из первого контура (например, программы ДИНАМИКА [12], МОСТ-7 [13], теплогидравлический модуль п/к РАДУГА, РАСНАР [14] и ряд других);

- программы расчета процессов в ЯЭУ в условиях течей из первого контура ЯЭУ (например, программы ТЕЧЬ-М [15], КОРСАР [16], RELAP-5 [17], TRACK [18], ATHLET [19], CATHARE [20]);

- программы моделирования процессов в условиях протекания тяжелых аварий с деградацией (расплавлением или разрушением) активной зоны (Программы MARCH или СВЕЧА [21]).

Кроме того, нестационарные теплогидравлические программы в настоящее время объединяются с трехмерными нестационарными нейтронно-физическими программами. В итоге получаются моделирующие комплексы полномасштабного моделирования динамики реакторных установок.

Для моделирования процессов в оборудовании турбинного контура, системах водообмена первого контура применяются, как правило, теплогидравлические программы, имеющие возможность задания гибкой расчетной схемы и специально разработанные для моделирования сложных разветвленных теплогидравлических контуров. Например, программа ТРР (Thermal Power Plant) [22] или КРЭБ[59].

5.6.3 Программы связанного нейтронно-теплогидравлического расчета

Для комплексного исследования динамических процессов в ЯЭУ используются программы связанного нейтронно-физического и теплогидравлического расчета. Это программные комплексы, которые создавались путем объединения ранее разработанных программ гидродинамики и физики (программные комплексы ТИГР [23] (БИПР8-KN + РАСНАР), ATHLET/БИПР8КН [24]), либо программы, изначально предназначенные и разрабатывающиеся для связанного нейтронно-теплогидравлического расчета, например, "РАДУГА" [11].

При моделировании реакторной установки учитывается, как правило, все основное оборудование первого контура РУ, парогенераторы, паропроводы острого пара и питательной воды, а также основные системы безопасности.

На рисунке 5.3 представлена расчетная схема реакторной установки, применяемая в п/к РАДУГА.

Рисунок 5.3 схема реакторной установки, применяемая в п/к РАДУГА.

5.6.4 Полномасштабные моделирующие комплексы

Для полномасштабного моделирования динамики энергоблоков АЭС применяются специально созданные комплексы программ.

Учитывая, что на таких комплексах исследуются довольно продолжительные переходные процессы, длящиеся иногда десятки часов физического (модельного) времени, к программному обеспечению предъявляются требования весьма высокого быстродействия, желательна работа комплекса в реальном масштабе времени в интерактивном режиме, т.к. действия операторов моделировать довольно сложно. Приемлемого быстродействия удавалось достигнуть путем введения весьма существенных допущений в моделях оборудования на весьма дорогостоящих полномасштабных тренажерах АЭС.

В настоящее время применение достаточно дешевых многопроцессорных ЭВМ (а иногда и наиболее быстрых однопроцессорные ЭВМ с тактовыми частотами порядка 3 ГГц) или объединение нескольких ЭВМ в вычислительную сеть позволяет создавать полномасштабные моделирующие комплексы без введения серьезных допущений в модели оборудования.

Создание полномасштабных моделирующих комплексов ведется в настоящее время двумя путями:

- усложнение моделей тренажерных комплексов (например, тренажерного комплекса ВНИИ АЭС [25], тренажерного комплекса РНЦ “Курчатовский Институт” АИС-95 [26], тренажерного комплекса НИТИ им. Александрова ТЕРМИТ [27] и ряда других);

- объединение в полномасштабный моделирующий комплекс программ инженерной точности (например, программный комплекс РАДУГА-ЭУ [28] получен путем объединения в моделирующий комплекс программ РАДУГА-7 [11] , ТРР [22] и МВТУ [29]).

В настоящее время применение компьютерных моделирующих комплексов в процессе проектирования АЭС стало обязательным. В связи с этим, специалисты, занятые в проектировании атомных станций, должны быть знакомы не только с номенклатурой применяемых при проектировании АЭС программных продуктов, но и с их функциональными возможностями, областью применения и точностью моделируемых физических процессов.