Структура функционального наполнения

Основой функционального наполнения кода КОРСАР, имеющего модульную структуру, является блок расчета нестационарной контурной теплогидравлики. В этом блоке реализован алгоритм численного решения шести основных уравнений сохранения для жидкой и паровой фаз, сформулированных при двух основных допущениях: давления фаз равны, а течение теплоносителя одномерно.

Для обеспечения работоспособности блока контурной теплогидравлики в состав функционального наполнения входят два вспомогательных программных блока:

• расчет замыкающих соотношений теnлогидравлической модели;
• расчет термодинамических свойств воды и водяного пара.

Основу замыкающих соотношений составляет выбранная система эмпирических корреляций для адекватного учета в математической модели процессов массообмена, теплового и механического взаимодействия фаз между собой и со стенками канала при различных режимах течения двухфазного потока.

Логической основой методики расчета замыкающих соотношений для определения межфазного и пристеночного трения, теплообмена на стенке и межфазного теnломассообмена служат карты режимов течения и теплообмена двухфазных потоков.

Разработка и обоснование системы замыкающих соотношений осуществлялись на основе следующих принципов:

• для выбора корреляций привлекались модели и методики, опубликованные в отечественной и зарубежной литературе, а также наиболее обоснованные корреляции, используемые в зарубежных теплогидравлических кодах TRAC, RELAP5, CATHARE и ATHLET;
• обоснование системы замыкающих соотношений производилось в процессе локальной валидации расчетного кода, выполняемой по принципу постепенного наложения физических явлений: сначала обосновывались зависимости по межфазному трению и трению фаз на стенке при отсутствии фазовых переходов в теплоносителе, затем по межфазному теплообмену и теплообмену на стенке;
• для отдельных физических явлений были разработаны оригинальные соотношения, построенные на основе модификации существующих моделей и зависимостей с последующим их обоснованием в процессе локальной валидации.

Система замыкающих соотношений РК КОРСАР подробно представлена в [3].

Для расчета теплофизических свойств воды и водяного пара в функциональное наполнение РК КОРСАР внедрен разработанный программный модуль, обеспечивающий также:

• расчет полного набора непрерывных производных термодинамических потенциалов от термодинамических переменных как для водяной, так и для паровой фаз во всей расчетной области;
• экстраполируемость свойств в области метастабильных состояний воды (перегретая   вода) и пара (переохлажденный пар);
• минимизацию затрат на расчет свойств в общем балансе машинного времени при выполнении сложных комплексных расчетов теплоrидравлики реакторной установки.

В состав функционального наполнения РК КОРСАР входят также специализированные программные модули, предназначенные для расчета динамики следующих процессов и элементов оборудования:

• нейтронной кинетики реактора;
• теплопроводящих конструкций;
• пароводяного сосуда под давлением (парового компенсатора давления);
• гидроаккумулятора;
• гидроемкости (бака) со свободным уровнем, открытым на окружающую среду;
• центробежного насоса;
• задвижки (клапана);
• регулятора.