DESCRIPTION OF THE RADIATION MODULE OF MULTIPHYSICAL CODE FOR ANALYSIS OF THE BAFFLE GEOMETRY DEGRADATION
DOI:
https://doi.org/10.20535/1813-5420.1.2022.259232Keywords:
baffle, VVER-1000, lifetime extension, radiation loads, fuel boot map, geometry degradationAbstract
To date, the possibility of lifetime extension for nuclear power units beyond the project period is extremely important, as well as developing new approaches to expand the previously estimated possible years of lifetime extension of power units, for which this period is almost exhausted. According to the design limit of safe operation for power units with VVER type of reactors - the limiting factor in terms of changes in the geometric state is the contact of baffle and peripheral fuel. Preliminary analysis of the geometric changes of reactor internals, which is mandatory during lifetime extension, showed that more expected is the contact of the baffle metal and barrel, which precedes the contact with nuclear fuel assemblies. An additional factor is that due to the design features of the baffle there are radial flows of coolant from the core to bypass. This situation is not foreseen by the project, so there are discussions in the domestic industry about further safe operation. The main reason for the change in geometry is the combination of accumulated radiation dose and the temperature field unevenness. The "classical" analysis, which is used for lifetime extension, consists of successive stages: the assessment of radiation conditions, temperature field calculation and, finally, the stress-strain state estimation. This approach is acceptable only in the case of a weak link between the physical modules (steps), and requires the conservative evaluation at each step. To date, this approach has almost exhausted itself, as the reserve of "guaranteed safe operation" years, which are estimated by the consistent approach, is almost expired. This paper describes the module for radiation loads estimation, which is a component of the multiphysical code for the analysis of baffle state in terms of its geometry degradation. This approach is developed by specialists of IPP-Centre LLC and PhD students and students of the university.
References
A. Abdullaev, S. Soldatov, V. Gann, S. Chernickij, “Calculation of the neutron fluence and heat release in the structural elements of the VVER-1000 reactor using the Monte Carlo method,” (In Russian), Nuclear and Radiation Safety, vol. 1, pp. 11–16, 2018.
P. Borodkin, N. Hrennikov, “Computational and experimental studies of the radiation load on the VVER-1000 vessels and support structures under actual reactor conditions,” (In Russian), Nuclear and Radiation Safety, vol. 1, pp. 1–10, 2015.
V. Filonov, Y. Filonova, Y. Dubyk, A. Bohdan, “Calculation of VVER-1000 core baffle temperature distribution for it's swelling assessment,” Proceedings of Odessa Polytechnic University, vol. 1., pp. 35–45, 2020.
O. Mahnenko, S. Kandala, M. Cherkashin, “Improvement of methods for assessing radiation swelling and progressive form change of the VVER-1000 reactor internals,” (In Russian), IX ISTC "Safety, Efficiency and Economics of Nuclear Energy", vol. 2, pp. 35–42, 2019.
Y. Dybuk, V. Filonov, Y. Filonova, “Swelling of the WWER-1000 Reactor Core Baffle,” IASMiRT, 2019.
Y. Filonova, Y. Dubyk, V. Filonov, V. Kondratjuk, “Improved Computational Fluid Dynamics Framework for Reactor Core Baffle Swelling Assessment,” JNERS, vol. 1, pp. 1–10, 2021.
WIMS-ANL USER MANUAL REV. 4/ ANL/RERTR/TM-23/Jan.2001.
MCNPX User’s Manual Version 2.6.0, LA-CP-07-1473, April 2008
S. Marin, D. Olejnik, E. Suhino-Homenko, D. Shkarovs'kij, M. Yudkevich, “Calculation of heat release in the materials of a nuclear reactor by the Monte Carlo method,” Questions of atomic science and technology, Physics of nuclear reactors, vol. 5, pp.27-35, 2016.
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).
