نرم‌افزار PARS

نرم افزار محاسباتی تحلیل عملکرد میله سوخت در شرایط پایا

PERFORMANCE ANALYSIS OF THE FUEL ROD IN STEADY STATE

معرفی بسته:

کد PARS به منظور تحلیل عملکرد میله سوخت در شرایط پایا در مرکز محاسبات پیشرفته هسته ای توسعه یافته است. این کد قابلیت شبیه سازی میله های سوخت از جنس دی اکسید اورانیوم و غلاف با آلیاژ زیرکونیوم را دارا می‌باشد و برای راکتورهای هسته ای آب تحت فشار (PWR) و آب جوشان(BWR) مناسب است.

میله سوخت به عنوان یک از مهم‌ترین اجزای یک راکتور هسته‌ای است که تحلیل رفتار آن در شرایط پایا و گذرا نیازمند ابزارهای محاسباتی قدرتمند می‌باشد. این جزء مهم در طی شرایط کاری راکتور با پدیده‌های متعدد و پیچیده‌ای مواجه است و شبیه‌سازی رفتار قرص سوخت و غلاف به عنوان اولین سد ایمنی در مقابل نشت مواد پرتوزا در شرایط پایا و گذرا بسیار اهمیت دارد. برای نیل به این هدف کد تحلیل عملکرد میله سوخت (PARS) برای شرایط پایا توسعه داده شده است.

روش‌شناسی:

با توجه به این‌که هدف بررسی عملکرد میله سوخت در مدت زمان سیکل کاری یک یا چندساله و شرایط کارکرد عادی میله سوخت است و تغییرات در پارامترهای شرایط مرزی و توان میله سوخت به کندی اتفاق می‌افتد، می‌توان مسئله را برای زمان‌های مختلف به صورت پایا در نظر گرفت. کد PARS توانایی محاسبات پدیده‌های تأثیرگذار در عملکرد میله سوخت ازجمله توزیع محوری خواص سیال، توزیع شعاعی توان با حل همزمان معادلات مصرف سوخت، توزیع دمای سوخت با روش اختلاف محدود، تغییر شکل سوخت با لحاظ پدیده‌های تورم، چگالش، انبساط حرارتی، جابجایی ناشی از ترک و بازیابی آن، تنش‌-‌کرنش الاستیک در غلاف در شرایط شکاف باز و بسته، تنش‌-‌کرنش پلاستیک غلاف در شرایط شکاف بسته، خزش غلاف، تولید و رها شدن محصولات شکافت گازی، حجم آزاد درون میله، فشار گاز، ضریب انتقال حرارت شکاف گازی، خوردگی غلاف و ترکیب با هیدروژن را دارا می‌باشد.

اعتبارسنجی:

برای اعتبارسنجی کد PARS، از کد FRAPCON3.1 استفاده شده است و گام به گام با توسعه برنامه محاسباتی برای هر پدیده تاثیرگذار، صحت سنجی به صورت مجزا صورت گرفته است و در نهایت نیز برای مسائل انتخابی تمامی نتایج با کد FRAPCON3.1 مقایسه شده است و نتایج دو کد از انطباق خوبی برخوردار بوده و توانمندی کد PARS به اثبات رسیده است.

نتایج:

در بسته نرم افزاری کد PARS، نمایش نتایج تمامی پارامترهای محاسباتی در جهت شعاعی و محوری و بر حسب زمان و فرسایش امکان پذیر است. همچنین امکان نمایش دینامیک تغییر پارامترها در طی زمان و یا فرسایش وجود دارد.