Varnostne analize plinsko hlajenih reaktorjev IV. generacije zahtevajo sklopljeno obravnavo različnih vrst fizikalnih pojavov, saj lahko le na ta način dosežemo primerno natančnost. To magistrsko delo opisuje sklopitev nevtronskih in termo-hidravličnih pojavov v plinsko hlajenem reaktorju z uporabo računalniških programov Serpent za nevtronske preračune in OpenFOAM za termo-hidravlične preračune. V okviru sklopitve smo uporabili še dodaten program za simulacije prevajanja toplote v trdni snovi. Predlagan pristop omogoča modeliranje plinsko hlajenega reaktorja brez eksplicitne simulacije goriva TRISO, ki se nahaja v obliki drobnih kroglic v grafitni matriki. Namesto tega v OpenFOAM-u simuliramo gorivo kot homogeno zmes, nato pa se homogena temperatura goriva uporabi kot robni pogoj za analitičen izračun temperaturnih profilov v TRISO kroglicah. Izmenjava podatkov med računalniškimi programi poteka prek povezovalnega, vmesnika programa Serpent in nadgrajenega podprograma chtMultiRegionSimpleFOAM, ki prebere gostoto moči, ki jo izračuna Serpent. Konvergenca v procesu sklopitve je določena z oceno polja gostote moči. ki jo napove program Serpent. Sklopitev smo uporabili za dva ločena primera: eno samo gorivno palico in za gorivni blok v visokotemperaturnem testnem reaktorju (HTTR). Glede na to, da imata obe simulaciji podobno gostoto moč, opazimo znatno razliko v temperaturah sredice v trdnem agregatnem stanju, ter dobro ujemanje napovedi v območjih, ki jih zaseda tekočina.
|
