نرم‌افزار ARAS1.0

نرم افزار تحلیل ترموهیدرولیکی آرایه‌ای از میله‌های سوخت با استفاده از روش زیرکانال در حالت پایا

THERMAL-HYDRAULIC ANALYSIS OF THE FUEL ROD ARRAYS USING SUBCHANNEL APPROACH IN STEADY STATE

معرفی بسته:

با توجه به اهمیت مدل‌سازی دقیق قلب راکتورهای هسته‌ای به منظور پیش‌بینی حوادث احتمالی و اثرات آن، کد محاسباتی ARAS1.0 توسعه داده شده است. در این کد، تحلیل ترموهیدرولیکی آرایه‌ای از میله‌های سوخت در حالت پایا در چیدمان‌های مربعی و یا مثلثی و در شرایط سیال تک‌فازی و دوفازی با استفاده از روش زیرکانال صورت می‌گیرد. بدین ترتیب کلیه پارامترهای سیال با استفاده از مدل همگن و همچنین با امکان لحاظ نمودن نسبت لغزش مخالف یک به دست خواهد آمد. علاوه بر این، در میله‌های سوخت، توزیع دمایی در هر فاصله طولی در کانال و فواصل شعاعی در هر میله با استفاده از معادله رسانش حرارتی برای دو نوع سوخت توپر و توخالی(دارای حفره مرکزی) و با لحاظ ضریب انتقال حرارت فاصله گازی(گپ) به صورت ثابت یا متغیر(بر حسب کسر مولی گازها) به دست می‌آید. همچنین در کد ARAS1.0 به منظور نزدیک نمودن تحلیل سیستم‌ها به حالت واقعی، امکان مدل‌سازی نگهدارنده‌های سوخت(مهارکننده‌ها) با تعداد دلخواه تا حداکثر 20 عدد، در نظر گرفته شده است.

روش شناسی:

در کد محاسباتی ARAS1.0، پارامترهای ترموهیدرولیکی سیال و سوخت در چیدمان مثلثی یا مربعی از میله‌های سوخت با استفاده از روش زیرکانال در حالت پایا محاسبه می‌گردد. بدین منظور معادلات اصلی حاکم بر سیال شامل معادلات بقای جرم، مومنتوم و انرژی به همراه معادله رسانش حرارتی در سوخت پس از گسسته‌سازی و با استفاده از یک روند محاسباتی مناسب حل می‌گردد. بر این اساس، با توجه به غیر خطی بودن و همبستگی معادلات با یکدیگر از روش تکرار برای یافتن مجهولات یک مسئله استفاده می‌شود. همچنین مدل ترموهیدرولیکی مورد استفاده در این کد، مدل جریان دوفازی همگن بوده که با امکان لحاظ نمودن نسبت لغزش مخالف یک می‌توان در صورت نیاز به نتایج دقیق‌تری در یک مسئله نیز رسید.

اعتبارسنجی:

براي مقايسه نتايج بدست آمده از کد در شرایط مختلف، مدل‌سازي‌های مشابهي در كد ترموهيدروليكي COBRA-EN به عنوان یک کد تجاری مرجع، در هر مرحله و برای مسائل نمونه مختلف انجام شده است که نتایج به دست آمده در تمامی این مسائل در تطابق خوبی با نتایج به‌دست آمده از کد ARAS1.0 قرار دارند.

نتایج:

در بسته نرم افزاری کد ARAS1.0، کلیه پارامترهای سیال و سوخت از جمله تغییرات دما، فشار، آنتالپی، کسر حجمی و کیفیت بخار، دانسیته، دبی جرمی در جهت محوری و عرضی و شار حرارتی بحرانی برای سیال و توزیع دمایی شعاعی و محوری میله سوخت و تغییرات DNBR در حالت پایا برای چیدمان مورد نظر به دست می‌آید.