Zadanie miało na celu opisanie zjawisk i obliczenie charakterystycznych parametrów cieplno-przepływowych w kasecie paliwowej europejskiego reaktora ciśnieniowego. Ewolucyjny projekt koncernu AREVA, zaprojektowany w oparciu o lata doświadczeń pracy z reaktorami wodnymi ciśnieniowymi, będzie wzorcowym i pierwszym na świecie reaktorem III generacji.

W przeprowadzeniu obliczeń cieplno-przepływowych wykorzystano kod systemowy RELAP5. Pozwala on nasymulowanie stanów ustalonych i przejściowych w instalacjach reaktorowych. Jest on również odpowiednim narzędziem obliczeniowym podczas obliczeń awarii utraty chłodziwa w reaktorach wodnych. Opisane zostały główne moduły obliczeniowe używane przez kod RELAP5. Przedstawiono model kasety paliwowej wraz z z nodalizacją oraz opisany został plik wsadowy użyty do przeprowadzenia obliczeń.

Zostały przeprowadzone obliczenia trzech stanów ustalonych: nominalne warunki pracy, zmniejszony przepływ chłodziwa do 60\% nominalnego oraz osiowy rozkładu mocy dla końca cyklu paliwowego przy 50\% mocy. Jako stan przejściowy zasymulowano zmniejszający się spadek przepływu chłodziwa przez kasetę paliwową, do momentu ustabilizowania się go na nowym poziomie i przerwania reakcji rozszczepienia. W celu sprawdzenia poprawności otrzymanych wyników autor porównał je z dokumentacją techniczną reaktora.

Przeprowadzone obliczenia stanów ustalonych, pokryły się z wartościami podanymi przez producenta reaktora, a uzyskane wartości z hipotetycznego stanu przejściowego pokazują jak ważną rolę odgrywa prawidłowe chłodzenie w reaktorze i do jakich konsekwencji może prowadzić brak chłodzenia.

Autor: Maciej Skrzypek