نرم‌افزار ARAS 2.0

کد تحلیل ترموهیدرولیکی آرایه‌ای از میله‌های سوخت با استفاده از روش زیرکانال در حالت گذرا

THERMAL-HYDRAULIC ANALYSIS OF THE FUEL ROD ARRAYS USING  SUBCHANNEL APPROACH IN TRANSIENT CONDITIONS

معرفی بسته:

با توجه به اهمیت مدل‌سازی دقیق قلب راکتورهای هسته‌ای در حالت پایا و گذرا، به منظور پیش‌بینی رفتار ترموهیدرولیکی قلب و اثرات آن، کد محاسباتی ARAS2.0 توسعه داده شده است. پیش از این در کد ARAS1.0، 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 گرفت. هرچند با توجه به اهمیت بررسی حالت گذرا و تعیین پارامترهای سیال خنک کننده و میله سوخت، لزوم توسعه حالت گذرا مشخص خواهد بود. بدین ترتیب کدARAS 2.0  به‌گونه‌ای توسعه یافته است، که با حفظ تمام ویژگی‌ها و خصوصیات کد ARAS1.0، بتوان محاسبات را در حالت گذرای توان تولیدی در میله سوخت، دبی جریان ورودی، درجه مادون‌سرد ورودی و فشار خروجی انجام داد. همچنین در این کد، قابلیت انتخاب فواصل طولی به صورت غیر یکسان علاوه بر امکان مدل‌سازی نگهدارنده‌های سوخت(مهارکننده‌ها) تا حداکثر 20 عدد اضافه گردیده است. از طرف دیگر، 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. نکته قابل توجه دیگر در مدل‌سازی میله‌های سوخت، امکان انتخاب خواص حرارتی قرص سوخت و غلاف به صورت ثابت و یا وابسته به دما می‌باشد.

روش‌شناسی:

در کد محاسباتی ARAS2.0، پارامترهای ترموهیدرولیکی سیال و سوخت در چیدمان مثلثی یا مربعی از میله‌های سوخت با استفاده از روش زیرکانال در حالت گذرا 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. برای محاسبات عددی، از روش عددی کاملاً ضمنی برای  گسسته‌سازی معادلات در بعد زمان استفاده شده است. همچنین با توجه به انجام محاسبات در حالت گذرا، روند مناسبی برای همبسته‌سازی معادلات سوخت و سیال در نظر گرفته شده است. 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:

بر این اساس می‌توان رفتار زمانی پارامترهای سیال و میله سوخت را در حالت‌های گذرای مورد نظر در آرایه‌ای از میله‌های سوخت به دست آورد. برای اعتبارسنجی کد توسعه داده‌شده، پس از تبیین مسائلی در محدوده برنامه، مسائل مشابه در کد COBRA-EN مدلسازی شده است و این نتایج با نتایج به دست آمده از کد COBRA-EN مقایسه گردیده است.

ارتقای صورت گرفته در بستة نرم‌افزاری ARAS2.0 نسبت به بستة نرم‌افزاری ARAS1.0:

• قابلیت مدل‌سازی حالت‌های گذرای دبی، دما، فشار و توان،
• قابلیت درنظرگرفتن فواصل محوری متفاوت در طول کانال،
• ارتقای الگوریتم حل و رابط گرافیکی.

قابلیت‌های مشترک دو بستة نرم‌افزاری ARAS1.0,ARAS2.0:

• استفاده از مدل جریان دوفازی همگن؛
• امکان تصحیح مدل با لحاظ کردن نسبت لغزش مخالف یک؛
• محاسبه کلیه پارامترهای سیال از جمله دما، فشار، کسر حجمی بخار، شار حرارتی بحرانی و ...؛
• محاسبه توزیع دمایی سوخت با دو سیستم حجم‌بندی متفاوت؛
• امکان در نظر گرفتن ضریب انتقال حرارت گپ به صورت ثابت و متغیر؛
• استفاده از روابط کمکی متناسب با مسئله و تعیین نقطه صحیح شروع جوشش؛
• امکان در نظرگرفتن نگهدارنده‌های سوخت به تعداد دلخواه در طول میله‌ها تا 20 عدد؛
• محاسبه هر آرایشی از میله‌های سوخت به صورت مثلثی و مربعی با سوخت‌های توپر و یا حفره‌دار؛
• تعیین نحوه ارتباط کانال‌های سیال و سوخت؛
• امکان انتخاب خواص حرارتی قرص سوخت و غلاف به صورت ثابت و یا وابسته به دما؛
• امکان ایجاد سریع و ساده مثال‌های متنوع در رابط کاربری.

بارگیری پیوست‌ها:

File 75 not found (getFileFromId)

  خواهشمندیم نظرات و پیشنهادهای خود را به آدرس الکترونیکی این مرکز ارسال نمایید:

این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید