מודלים Computational הפך כלי חיוני בניתוח של תרחישים אפשריים ב תרחישים מים דחויים (PWRs) מודלים אלה מאפשרים מהנדסים ואנליסטים בטיחותיים לדמות תופעות פיזיות מורכבות, לחזות תוצאות אפשריות, ולפתח אמצעי בטיחות חזקים למניעת או להפחית תאונות.בתעשייה שבה בטיחות היא רבת משקל, מודלים חישוביים מספקים אמצעי יעילות ובטוחה כדי לחקור מגוון רחב של מקריות ללא חשיפה יקרה של שיטות מדידה, או מנגנונים משפטיים, החלים של שיטות חישוביים, על פני תקופה פשוטה יותר, על פני זמן קצר יותר, על פני זמן רב יותר, על פני זמן רב יותר, על פני זמן קצר יותר, על פני תקופה אחת, על פני מספר עשורים.

הבנה של PWRs ו- The Need for Modeling

תגובה מים מלחיצה היא הסוג הנפוץ ביותר של כור כוח גרעיני ברחבי העולם, פועל בלמעלה מ-300 כורים ברחבי העולם.ב- PWR, מים נשמרים בלחץ גבוה (כ 15.5 MPa או 2250 psi) בתוך הלולאה הקרנית העיקרית, למנוע ממנו להרתיח אפילו בטמפרטורות מעל 300 מעלות צלזיוס. זה מים מחומצמים חום מן הדלק כמוסות בתוך הכורסה משנית, שם הוא מכיל לולאה מעגלית, לאר, לא טורבטור רדיואקטיבית, כדי להפעיל את טורבטור, לאר רדיואקטיבית, לאר, לאר, 000 טורבונית העיקרית, 000 טורבטור, 000 טורבטור, 000 טורבטור.

המורכבות של מערכות PWR מציגה תרחישים אפשריים רבים של תאונות (DBA) ומגבלות נוספות של תאונות חירום (BDBA) - יש להבין כדי להבטיח ניתוח בטוח.תאונות כגון אובדן של תאונות של Coolant (LOCA), פעילות גופנית של פעילות גופנית יעילה, בתנאי קירור מלאים, או תחנת Blackout כרוכה ב cacades של תהליכים פיזיים עצמאיים, בתנאי קירור מורכבים, אשר לעתים קרובות, בתנאי ליבה נטראקטיביים מורכבים, בלחץ נוזלי, או טמפרטורה נוזלית, בתנאי טמפרטורה גבוהה.

יתר על כן, מודלים ממלא תפקיד מרכזי בפיתוח הערכות סיכון פרוביביליסטיות (PRAs) והנחיות ניהול תאונות חמורות.ללא מודלים חישוביים מדויקים, תעשיית הגרעין לא יהיה חסר הבסיס הכמותי להוכיח כי צמח יכול לעמוד בבטחה על מערך של אירועים מגובשים. וכתוצאה מכך, מודלים אינם רק כלי עזר אלא מרכיב ליבה של עיצוב, רישוי ותפעול של PWR.

סוגים של מודלים Computational משמשים

ניתוח בטיחות גרעיני מסתמך על קבוצה מגוונת של מודלים חישוביים, כל אחד מותאם ללכוד תופעות פיזיות ספציפיות בקנה מידה מתאים.המודלים מסווגים באופן רחב קודים מערכת תרמי-hydraulic, דינמיקת נוזל חישובית (CFD), קודים נויטרונים, ותוכנות ניתוח מבני. בניתוח בטיחות משולב מודרני, כלים בודדים אלה לעתים קרובות יחד כדי להסביר אינטראקציות בין התנהגות תרמית, נויטרונית, מכנית ומכנית.

קודים מערכתיים: Thermal-Hydraulic System

(ה) קודים מערכתיים פסיביים-יבשים הם עבודת ניתוח תאונות PWR. הם מאמתים את מערכת ההדלפה הכוללת של כור הכורים (RCS) ותגובתה לטראנסים ותאונות באמצעות ייצוג חד-ממדי או חד-שנתי של נתיבי זרימה (למשל, צינורות, משאבות, כלי שיט) כגון: LT:0LA5Falrated באופן קבוע (R) של COP5Fal) של 2.

Fluid Dynamics (CFD)

בעוד שקודי המערכת מספקים תצוגה ברמת מערכת, מודלים של CFD ללכוד תלת מימדיים, דפוסי זרימה transient ואפקטים מקומיים קריטיים עבור תאונות מסוימות. CDF כלים כגון CDFLT:0ANSYS Fluentph1, ; (FLT:2STAR-CC-M +FLT 3, ו-FLT:4 OpenFOAMFLT5: פותרים את שפעת הנכבה-K) עם מודלים של שבץ (Ricer) ו-C.

  • הסטרציה הארומית במערכת קירור הכור במהלך מחזור טבעי
  • ערבוב מים קירור ליבת חירום עם קירור ראשון
  • פול רותח חום קריטי פלוקס (CHF) על משטחי מוטות דלק
  • הפצה הידרוגן בתוך ההחזקה לאחר תאונה חמורה
  • Spray Nozzle בביצועים של קירור

העלות החישובית הגבוהה של CFD – לעתים קרובות דורשת אלפי שעות CPU עבור אחד transient - לימוזינה השימוש שלה באזורים מקומיים או לוחות זמנים קצרים.עם זאת, ההחלטה שלה הוכיחה בלתי-סבירה לאימות ושיפור מודלים קוד המערכת, במיוחד באזורים שבהם תחזיות חד-ממדיות נכשלות, כגון שילוב או ירידה על ידי עקיפה.

המונחים: Neutron Transport Simulations

תאונות פעילות ומגמות ליבה דורשות מודלים מדויקים של התנהגות נויטרונים.נוטרנטיקה קודים מחשב את חלוקת המרחב והאנרגיה של נויטרונים (flux) יחד עם משוב טמפרטורה וצפיפות מהקרר והדלק.

  • (ב) [ה] [ה] [ה]] [ה] [ה]] [ה] [ה]] [ה]]][ה]]][ה]]][ה]]]][ה]]]: [התורה [ה] [ה'] [ה'[ה'] [ה']']'[ה']']']'[ה'[ה']']']'[ה']']'[ה'[ה']'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה']']'[ה'[ה']'[ה']']']']'[ה']']'[ה'[ה'[ה']']'[ה']']'[ה'[ה']']']'[ה']']'[ה']']'[ה'[ה']'[ה'[ה'[ה'[ה']'[ה'[ה']'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה
  • (ב) [ה] [ה] [ה]] [ה] [ה]] [ה] [ה]][ה]]]][ה]]][ה]]][ה]]]][ה]]]][ה[ה]]] [ה[[המאה ה-20]]: [ה[[ה[[המאה ה-20]]]]]], ו[[ה[[ה[[המאה ה[[המאה ה-20]]]],]],]],]],]],]],]],]],]],]], [[ה[[ה[[המאה ה[[ה[[המאה ה[[1924]],]],]],]],]],]],]],]],]], [[ה[[1924]],]],]], [[ה[[1924]],]],]],]], [[ה[[1924]],]], [[ה[[1924]],]],]], [[ה[[1924]], [[ה[[1924]], [[ה[[1924]],]], [[ה[[ה[[ה[[1924]], [[ה[[1924]], [[ה[[1924]]]]]]]]]]]]]], [[ה

קודים תרמיים-hydraulic /neutronic מאפשרים לאנליסטים לדמות משוב תגובתי במהלך תאונות (למשל, Doppler להרחיב בדלק, קירור רִיק, משוב טמפרטורה מודולר) כזה הוא קריטי עבור RIA ו- Anticipated Transient Without Scram (ATWS).

אינטגרליות ומודלים כימיים

(הופנה מהדף אנליזה של פינקל) יכולה להטיל לחץ מכני וכימיקלי קיצוני על רכיבים של יסודות פינקל (FEA) קודים כגון FLT:0ANSYS SycioFLT:1 ו-FLT:2ABAQUSIRFLT 3) להעריך מתח, מתח, ותופעות כשל עבור כלי לחץ הכור, פירע, וכילה תחת לחץ תרמי ועומסים.

  • Zircaloy oxidation ו- מימן
  • אינטראקציה עם דלק
  • שחרור מוצר פיספיגה (יודין, צואה וכו ')
  • מולטן ליבה-קונקטר אינטראקציה במהלך תרחישים ליבה

תוצאות חיפוש בתאונות Scenario Analysis

מודלים Computational מופרסים על פני ספקטרום של תרחישים של תאונות כדי ליידע עיצוב, רישוי, ואת מוכנות חירום.ה-FLT:0IAEA תקני בטיחות ריצוף 1:1 דורש כי ניתוחי בטיחות ⁇ מבוצעים באמצעות קודים מאומתים עבור כל תאונות עיצוב-basis. להלן הם קטגוריות עיקריות של תרחישים ואת גישות מודלים ספציפיים המשמש.

תאונות של אובדן (LOCA)

LOCA כולל קרע של צינור במערכת קירור העיקרית, המוביל לדיכוי ואובדן של מלאי מגניב.התרחיש מחולק עוד ל-Break LOCA (LBLOCA, אזור הפסקה > 0.093 m2) ותופעות של זרימה קטנה של ליבת CLOCA (SBLOCA) עבור LBLOCA, מערכת יבשה-hydraulic מדמיינת את שלב המכה, Refill, ו-Repicrepering תופעות לוואי (recerecere-Frecerecerecerecerece) באמצעות מערכת קירור) של מערכת הדם הבסיסית של מערכת הדם הבסיסית (S-Frecerecerecerecerecerecerecereic) היא לעתים קרובות).

Reactivity Initiatedתאונות (RIA)

אירועים RIA, כגון הנפקת מוט או חבילת מוטה שנפלה, לגרום לשילוב פתאומי של פעילות מחדש אל הליבה, המוביל לסיבוב מהיר כוח.טמפרטורת הדלק עלולה לעלות, גרימת אינטראקציה מכנית מקוטעת (PCMI) ובמקרה חמור, פיצול דלק ופיזור.תאונות אלה בדרך כלל מאופיינות על ידי הפיכה של קוד קינטי עם מודל תרמיל-אווירה כי ניתן להשתמש בטמפרטורה גבוהה.

תחנת Blackout ו-Seתאונות

(ב) תחנת Blackout (SBO) כוללת אובדן כל כוח AC, המוביל לכישלון של מערכות קירור פעיל.הצמח מסתמך על מערכות פאסיביות (או גנרטורי דיזל חירום) ובסופו של דבר, מערכת קירור מתחממת ומפעילה לחץ על כישלונות של מערכת ההפעלה (Dyberation) ו-(Flowation) מכילות את תוצאות הפיתוח של ה-MAFreliation) ו-Flowation (R.

עוד סקרנים חשובים

  • (FLT:0) , 000-העברה ללא Scram (ATLAC) 1: כישלון של מכרסמים הבקרה להוסיף במהלך אירוע צפוי (למשל, טיול טורבינות, אובדן של מים) זוג קודים ניטרוניים / thermal-hydraulic חדירות מטבול או קירור והערכה אם הצמח יכול לשרוד באמצעות משוב טעונה.
  • (FLT:0) Main Steam Line Break (MSLB)cioFLT:1) : קרע בצד השני שמגביר עומס גנרטור קיטור, עלול להדוף את המערכת העיקרית ולהחדיר מחדש חיובי קודים מערכת מפורטים וניתוח נויטרוני טראנס-טרנטי נדרשים כדי להבטיח את הליבה נשארות תת-ביקורתיות.
  • (FLT:0) קבלת תגובה ו- Hydrogen SafetyFLT:1: לאחר תאונה חמורה, מימן מחמצן zirconium יכול לצבור ולעורר סיכון של טיהור או מחיקה.מודלים של אטמוספירה המכילה תערובת, בשילוב עם מודל תגובה כימי, משמשים לתכנון מערכות מיתמציה מימן (למשל, משחיתים, משחיתים, משככי אוטומטי).

יתרונות ומגבלות של מודלים

יתרונות

מודלים Computational מציעה יתרונות בלתי ניתנים להכחשה לניתוח בטיחות PWR. ראשית, זה מקטין את הצורך בבדיקות בעלות השפעה יקרות וגדולות (IET) ובדיקות אפקטים נפרדים (SET), אם כי אלה נשארים חיוניים לאימות.מודלים יכולים לחקור הרבה יותר וריאציות תרחישיות - למשל, שינוי גודל, מיקום, פעולות מערכת הפעלה, מודלים משניים, מספק הבנה מעמיקה של תבניות סביבתיות, כגון שינוי פיזיקלציה של עיצובית, כדי לשנות את התכונות של עיצובית, כדי לשנות את התכונות הגדולות של עיצוב חיצוני.

גבולות ואתגרים

למרות הכוח שלהם, מודלים חישוביים יש מגבלות מהותיות.אתגר עיקרי הוא (FLT:0unsureionmentationFLT:1 ; ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

כיוונים עתידיים

תעשיית הגרעין מקדמת באופן פעיל מודלים חישוביים למנף יכולות מחשוב ביצועים גבוהים (HPC), למידת מכונה וגישות משולבות יותר.

  • (ב) [ה][דרוש מקור]: [ה] [ה] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]][ה]]] [ה][דרוש]]]] [ה[דרוש]]]] [ה[ה]] [ה[ה]] [הההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההה[הההההההה]] [הההההה[ה[ה[ה]]]]]]]] [ה[ה[ה]]]]] [ה[ה[ה[ה[ה]]]] [ה[ה[ה]]] [ה[ה[ה]] [ה[ה]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [ה[ה
  • (FLT:0Data-Driven ו- AI-Assisted ModelsFLT) 1:1: Machine Learning הוא מיושם כדי להאיץ את הקידום של אי הוודאות, לפתח מודלים חלופיים עבור סימולציות תאונה, ולשפר את ניטור מצב הצמח.לדוגמה, רשתות עצביות יכולות לחזות במהירות את האבולוציה של פרמטרים מרכזיים בטיחות במהלך תרחיש מבוסס על מסד נתונים מראש של סימולציות.
  • (FLT:0) תאומים דיגיטליים של PWRs, שילוב נתוני חיישן עם סימולציה חיה, יכול לספק התראה מוקדמת של תנאים חריגים וסיוע בקבלת החלטות במהלך תאונות.
  • (FLT:0) שיפור התאונות של מספר מודלינג'ר (FLT: D): מודלים משופרים להתנהגות קורטריום, אינטראקציה בין דלק לקטר, ופיזיקה אווירולת מפותחת כדי לתמוך בדור הבא של ניתוחים בטיחות, במיוחד עבור צמחים Gen III+.

כח מחשוב ממשיך לגדול ולמידע ממתקנים ניסיוניים (למשל, ה-OECD/NEA's FLT:0ATLASIRFLT:1, FLT:2LOBIIRLT 3, ו-FLT:4PKLIRFLT:5 בדיקות) הופך להיות נגיש יותר, מודל חישובי ימלא תפקיד מרכזי יותר בהבטחת יעילות וסטנדרטי בטיחות גבוהה יותר.

לסיכום, מודלים חישוביים שינו את אופן ניתוח תרחיש התאונה מבוצע עבור מגיבים מים דחופים. על ידי מתן בדיקת וירטואלית לחקור שטח עצום של כישלונות פוטנציאליים, מודלים הפכו חיוני לשיפורים עיצוב, פיתוח מקרה בטיחות, וציות רגולטוריות. בעוד אתגרים כגון אי ודאות ועלות חישובית המשיכה, התקדמות מתמשכת בסימולציה גבוהה נאמנות, בינה מלאכותית, ומתודולוגיה אימות הם מוכנים עוד יותר לחיזוי יכולות גרעיניות, כמו גם מהלכים יעילים יותר של תעשיית בטיחות גרעינית.