III. Дополнительные требования к содержанию отчета о верификации ПС

III. Дополнительные требования к содержанию отчета

о верификации ПС

14. В пунктах 15 - 18 определены дополнительные требования, уточняющие изложенные в пункте 11 настоящего документа требования к содержанию отчета о верификации для ПС по следующим направлениям:

- нейтронно-физические расчеты;

- расчеты теплопередачи и гидродинамики. Стационарные и динамические связанные расчеты нейтронно-физических, гидродинамических, термодинамических и термомеханических характеристик, моделирование аварийных и нестационарных процессов;

- расчеты напряженно-деформированного состояния и анализ прочности элементов активных зон, оборудования и трубопроводов ОИАЭ;

- расчеты строительных конструкций.

Состав и содержание отчета о верификации ПС по другим направлениям, перечисленным в пункте 2 настоящего документа, должны соответствовать общим требованиям, изложенным в пункте 11 настоящего документа.

15. Для ПС нейтронно-физического расчета устанавливаются следующие дополнительные требования к содержанию отдельных разделов отчета о верификации.

В данном разделе должно быть указано - к какому из приведенного ниже примерного перечня типов ПС относится ПС по тематике расчетов:

1) ПС для расчета пространственно-энергетического распределения нейтронов

Расчеты малогрупповых констант (сеточных коэффициентов) для ПС - имитаторов работы реактора и нейтронно-физических модулей динамических ПС. ПС, предназначенные для решения уравнения переноса для фрагмента ядерного реактора, в том числе для последующего расчета малогрупповых констант (сеточных коэффициентов), для ПС квазистационарного расчета реактора и нейтронно-физических модулей динамических ПС. В реперных ПС используются файлы оцененных нейтронных данных, а в ПС инженерного расчета применяются библиотеки многогрупповых констант или другие способы описания различных частей спектра.

2) ПС для расчета изотопного состава

Расчеты накопления и превращения в топливе ядерного реактора различных изотопов. ПС может иметь собственную библиотеку ядерных данных или работать совместно с ПС спектрального расчета.

3) ПС - имитаторы работы активной зоны реактора

ПС, моделирующее работу (активной зоны) реактора, зависимость от времени в котором вводится, как правило, через выгорание топлива. При этом задаются обратные связи по различным параметрам, рассчитанным с разной степенью детализации. ПС может иметь собственную библиотеку малогрупповых констант или, в качестве блока, содержать ПС для спектрального расчета и ПС для расчета изотопного состава.

4) ПС для нейтронно-физического расчета, являющиеся самостоятельными модулями динамических ПС

ПС, в котором реализуется решение нестационарного уравнения переноса в различных приближениях. При этом задаются необходимые обратные связи, рассчитанные с разной степенью детализации. Как правило, это сложное многоблочное ПС, которое может содержать в качестве блока ПС - имитатор работы реактора, иметь собственную библиотеку малогрупповых констант или содержать в качестве блоков ПС для спектрального расчета и ПС для расчета изотопного состава.

5) Проблемно-ориентированные библиотеки констант

Библиотека констант, которая предполагает использование ее в различных ПС при наличии необходимых интерфейсов.

Б) "Описание ПС"

Исходя из того, к какому типу относится ПС (см. подпункт "А" пункта 15), в данном разделе должна быть представлена методология верификации ПС, а также дано краткое изложение целей и средств верификации.

Должно быть дано обоснование приближений, принятых при решении уравнения переноса:

1) Для реперных ПС для расчета пространственно-энергетического распределения нейтронов должны быть приведены информация об используемой в ПС системе оцененных ядерных данных и ее характеристики, характеристики промежуточных библиотек констант и способы их получения. Для ПС инженерного расчета должны быть указаны характеристики библиотеки многогрупповых констант, методы ее расчета, связь с версиями файлов оцененных нейтронных данных, а также характеристики проблемно-ориентированной библиотеки констант и сведения о ее верификации. Должно быть дано обоснование выбора конкретного приближения при решении уравнения переноса в связи с особенностями рассчитываемых малогрупповых констант (сеточных коэффициентов).

2) Для ПС для расчета изотопного состава должно быть дано обоснование выбранного количества рассчитываемых цепочек накопления и превращения изотопов, а также осколков деления. Должны быть указаны характеристики и метод расчета эффективного осколка деления, а также характеристики выхода энергии на одно деление для основных делящихся изотопов.

3) Для ПС - имитаторов работы активной зоны реактора должны быть указаны характеристики применяемой библиотеки малогрупповых констант, способ и программные средства, используемые для ее получения, сведения о проблемно-ориентированной библиотеке и способах ее получения, сведения о применяемой нодализационной схеме и ее обоснование. Если ПС содержит, в качестве блоков, ПС расчета пространственно-энергетического распределения нейтронов и ПС расчета изотопного состава, то следует приводить также сведения, указанные в подпунктах 1 и 2 подпункта "Б" пункта 15 соответственно. Должны быть указаны применяемые методы для интерполяции малогрупповых констант и их погрешности, сведения о ПС для расчета обратных связей и их верификации. Целесообразность представления ПС для расчета обратных связей к отдельной аттестации должна быть обоснована.

4) Для ПС нейтронно-физического расчета, являющихся самостоятельными модулями динамических ПС, должны быть приведены сведения, обосновывающие выбор стационарного состояния до начала динамического процесса. Должны быть указаны характеристики применяемой библиотеки малогрупповых констант, способы и ПС, используемые для ее получения, сведения о проблемно-ориентированной библиотеке и способах ее получения, обоснование нодальной схемы пространственного расчета, если она применяется. В том случае если ПС содержит в качестве блоков ПС расчета пространственно-энергетического распределения нейтронов, ПС расчета изотопного состава и ПС - имитаторы работы (активной зоны) реактора, должны быть приведены сведения, указанные в подпунктах 1, 2 и 3 подпункта "Б" пункта 15 соответственно. Должны быть приведены сведения о методах, применяемых для интерполяции малогрупповых констант, и их погрешность, сведения о ПС для расчета обратных связей и их верификации. Целесообразность представления ПС для расчета обратных связей к отдельной аттестации должна быть обоснована.

5) Для проблемно-ориентированных библиотек констант должны быть приведены сведения о способе генерации библиотеки констант и введенных проблемно-ориентированных поправках, а также принимаемых приближениях. Должны быть указаны требования к ПС, для которых могут быть рекомендованы упомянутые библиотеки констант, и краткое описание интерфейса.

В) "Описание расчетных схем и геометрических моделей"

В данном разделе должна быть приведена информация по выбору:

- числа энергетических групп и обоснование их фиксации;

- моделей рассеяния, резонансного поглощения и термализации и их обоснование, а также приведено описание этих моделей в проблемно-ориентированных библиотеках;

- угловых квадратур;

- числа групп запаздывающих нейтронов;

- методов решения уравнений для жестких пространственных и энергетических систем и их обоснование.

Г) "Описание расчетных и аналитических тестов"

В данном разделе должна быть приведена характеристика систем математических тестов, методов и ПС, применяемых для их получения.

Для ПС инженерного расчета пространственно-энергетического распределения нейтронов должны быть приведены характеристики используемого для верификации реперного ПС и сведения о его константном обеспечении.

В качестве расчетных тестов могут использоваться расчеты, выполненные с помощью зарубежных ПС, отвечающих стандартам ANS/ANSI-10.4.

Д) "Описание экспериментальных установок и представление экспериментальных данных"

Для реперных ПС в данном разделе должно быть приведено краткое описание реперных экспериментов, используемых для верификации ПС, сведения об их аттестации в качестве реперных (организация, международный проект и т.п.).

Для ПС - имитаторов работы (активной зоны) реактора в данном разделе должна быть приведена информация об использованных для верификации экспериментах, которые были проведены на действующих ОИАЭ. Должно быть дано описание методики проведения этих экспериментов с указанием, использовалась ли при их проведении аппаратура, дополнительная к штатной системе контроля, и какие ПС применялись для их обработки.

Должны быть приведены сведения об архивах измерений на действующем ОИАЭ, информация о ПС для архивирования и восстановления, а также данные о их верификации и аттестации.

16. Для ПС, используемых для теплогидравлических расчетов, установлены следующие дополнительные требования к содержанию отдельных разделов отчета о верификации.

А) "Описание экспериментальных установок и представление экспериментальных данных"

В данном разделе должны быть приведены:

- краткое описание методики проведения и программа каждого эксперимента, используемого для верификации, последовательность событий, особенности протекания каждого режима (стабильность поддержания параметров, моменты вмешательства оператора ЭУ и т.п.), а также даны ссылки на литературные источники, где эти данные представлены подробно;

- краткий анализ возможных источников погрешностей, связанных с особенностями конструкции ЭУ (учет теплопотерь, неплотностей в оборудовании, "паразитных" перетоков в байпасных линиях и т.п.);

- результаты проверки баланса энергии и масс в основных элементах ЭУ, включенной в матрицу верификации, а также результаты выборочной проверки измеренных параметров, где это возможно (для состояния насыщения - соответствие давления и температуры, для петлевых потоков - соответствие расходов по тракту и т.п.). Допускается ссылка на источник информации, где эти проверки приведены.

При использовании для верификации ПС экспериментальных данных, полученных на неполномасштабных ЭУ, должна приводиться информация о масштабном факторе и его влиянии на результаты экспериментов.

Если для верификации использована только часть имеющихся экспериментальных данных, должны быть объяснены причины такого решения.

В отчете о верификации следует использовать с указанием погрешностей экспериментальных данных надежные экспериментальные данные как по изучению режимов и/или состояний моделируемого ОИАЭ (и/или его элемента), так и по исследованию отдельных эффектов со ссылками на соответствующие источники информации, где эти данные затабулированы, с указанием погрешностей экспериментальных данных.

При прочих равных условиях для верификации ПС предпочтительно использовать экспериментальные данные, полученные на отечественных или аналогичных им ОИАЭ (и/или его элементах), а также данные стандартных экспериментов безопасности применительно к отечественным ОИАЭ.

Б) "Результаты верификации и обоснования ПС"

В данном разделе должны быть приведены сопоставления результатов экспериментов с пред- и посттестовыми результатами расчетов, выполненными по "замороженной" версии ПС. Предпочтение следует отдавать повторенным при одинаковых исходных параметрах экспериментам, использованным для их сопоставления с предтестовыми результатами расчетов.

Для ПС, заявленных для расчетов режимов и/или состояний ОИАЭ в целом, проверка должна проводиться путем сопоставления результатов расчетов и данных экспериментов, полученных на ОИАЭ и/или экспериментальных установках, структурно подобных моделируемому объекту.

17. Для ПС расчета напряженно-деформированного состояния и анализа прочности элементов активных зон, оборудования и трубопроводов ОИАЭ установлены следующие дополнительные требования к содержанию раздела "Матрица верификации" отчета о верификации.

При расчетах напряжений, деформаций, перемещений или иных параметров, используемых при анализе прочности (например, частот и форм колебаний, J-интеграла, коэффициента интенсивности напряжений, повреждаемости и др.), диапазоны изменения параметров должны предусматривать все принципиально возможные случаи, когда количественные изменения любых параметров нагружения могут привести к качественному изменению физического процесса (например, появление пластических деформаций или ползучести, появление неустойчивости, возникновение окисления и т.п.).

Если в ПС используется несколько типов конечных элементов, матрицы верификации приводятся для каждого типа элемента отдельно.

Если ПС допускает использование конечных элементов различного типа одновременно, матрицы верификации приводятся как для каждого типа элемента отдельно, так и для их комбинации.

В тех случаях, когда для верификации ПС могут быть применены результаты стандартных экспериментов безопасности и стандартных расчетных задач по верификации расчетных кодов, использование таких результатов является обязательным.

18. Для ПС, используемых для расчета строительных конструкций, установлены следующие дополнительные требования к содержанию отдельных разделов отчета о верификации.

А) "Назначение и область применения ПС"

В данном разделе отчета о верификации должно быть указано, к какому из приведенного ниже примерного перечня типов ПС относится ПС:

1) ПС для расчета параметров внешних воздействий:

а) расчет параметров сейсмического воздействия:

- расчет сейсмограмм, велосиграмм, акселерограмм колебаний грунта;

- расчет спектров смещений, скоростей, ускорений грунта;

- расчет других параметров сейсмического воздействия;

б) расчет параметров климатических воздействий:

- расчет снеговой нагрузки;

- расчет характеристик урагана;

- расчет параметров смерча;

в) расчет параметров других воздействий природного происхождения;

г) расчет параметров воздействий техногенного происхождения:

- расчет воздействий от удара самолета;

- расчет параметров воздушной ударной волны;

- расчет волны прорыва плотин;

- расчет параметров других воздействий техногенного происхождения.

2) ПС для расчета грунтовых оснований зданий и сооружений ОИАЭ:

а) расчет механических характеристик грунтов по данным изысканий;

б) расчет уровня грунтовых вод;

г) расчет прочности оснований;

д) расчет осадок и кренов.

3) ПС для расчета конструкций зданий и сооружений ОИАЭ:

а) расчет напряженно-деформированного состояния:

- при силовом нагружении конструкций;

- при температурном нагружении конструкций;

- при других статических воздействиях;

б) расчет параметров динамического поведения конструкций:

- частот и форм собственных колебаний;

- динамических усилий и перемещений, поэтажных спектров ответа;

в) проверка прочности железобетонных конструкций, подбор арматуры;

г) проверка прочности металлических конструкций, подбор сечений.

4) ПС для расчета гидротехнических сооружений ОИАЭ.

Б) "Описание расчетных и аналитических тестов"

В данном разделе при описании используемого для верификации теста должны быть приведены:

- название теста;

- краткое описание постановки задачи, решаемой в тесте;

- исходные данные для расчета теста: геометрические характеристики, физико-механические характеристики материалов, параметры нагрузок, массивы тестовых данных (ввод, вывод);

- схема и описание расчетной модели (конечно-элементные и др.), результаты расчета, представленные в графической или табличной форме;

- аналитическое решение (если оно имеется для данной задачи), результаты экспериментальных исследований;

- погрешность решения теста.

Должны быть приведены результаты и анализ сопоставления расчета теста по ПС с аналитическим решением, экспериментальными данными, результатами решения теста по аналогичным ПС.

Тесты, используемые для верификации ПС, должны перекрывать диапазон применения ПС.

Должны быть даны ссылки на источники информации, используемые для верификации ПС.