STUDY OF XENON POWER FLUCTUATIONS IN WWER-1000 REACTORS IN ONE-DIMENSIONAL AXIAL GEOMETRY
DOI:
https://doi.org/10.20535/1813-5420.2.2022.261376Keywords:
xenon transition process, reactivity, neutron flux density, water-water reactors, mathematical modeling of transition processes, xenon axial power fluctuationsAbstract
The article uses the adiabatic modelling method for slow transient processes in nuclear reactors. The essence of this method is that the spatial component of the neutron flux density is determined by the solution of static equations of neutron transport. And the time dependence is reduced to the change of parameters (neutron interaction cross-section) of neutron transport equations accordingly to the change of 135Xe, 149Sm concentrations.
In this work, we propose to use a unidimensional (axial) model in the two-group diffusion approximation to investigate xenon transients. As a result, the effect of delayed neutrons in this case may be overlooked. All neutrons are assumed to be instantaneous because the lifetime of both instantaneous and delayed neutrons is much shorter compared to the characteristic time of the xenon transition process. The diffusion equation is based on a balance equation in which the generation, absorption, and leakage of neutrons per unit core volume determine the rate of change in neutron density over time. The differential equations used to calculate the spatio-temporal behavior of the neutron field in the core volume are calculated numerically, by finite-difference method, and analytically. The neutron-physical constants of each axial layer are determined by averaging, taking into account the number and types of fuel assemblies in accordance with the loading of the core in question. The fuel assembly type constants are preliminarily calculated using spectral codes.
As a result of the work, an algorithm for the physical calculation of the WWER 1000 reactor in one-dimensional axial geometry was obtained, the validation of the developed program was carried out, a number of transient calculations were carried out and a variety of xenon transient optimizations were proposed.
References
V. A. Khalimonchuk. Development, implementation and use of models of spatial kinetics to substantiate the safety of nuclear power reactors in Ukraine. Qualification Scientific Paper as Manuscript. Kyiv 2018. 348p
V.A Khalimonchuk. Safety of nuclear power plants. Dynamics of a nuclear reactor with distributed parameters in the study of transient modes of operation of VVER and RBMK. Kyiv: Osnova, 2008. 230 p.
S. Gleston, M. Edlund. Fundamentals of the theory of nuclear reactors. M.: Publishing house of foreign literature. 1954, 458 p
A.P. Rudik. Xenon transients in nuclear reactors. Moscow: Atomizdat. 1974.
A.S. Gerasimov. Optimization of xenon transients in the reactor. The task of minimizing energy release. L., ITEP Preprint, 1975, No. 90
A.P. Rudik. Nuclear reactors and the Pontryagin principle. M., Atomizdat, 1971
A.P. Rudik. Optimal shutdown of a high flow reactor. M., ITEP Preprint, 1069, No. 691
Downloads
Published
Issue
Section
License
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).