Евгений Селезнёв: ГЕФЕСТ по-новому

AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 30.11.2016

Научно-техническая конференция "Нейтронно-физические проблемы атомной энергетики (Нейтроника-2016)" прошла 23-25 ноября 2016 года на базе ГНЦ РФ - ФЭИ.

На вопросы корреспондентов электронного издания AtomInfo.Ru ответил участник конференции, заведующий лабораторией физики реактора ИБРАЭ Евгений СЕЛЕЗНЁВ.

ПРОДОЛЖЕНИЕ ПОСЛЕ ФОТО

Евгений Селезнёв, фото AtomInfo.Ru

Евгений Фёдорович, каковы Ваши впечатления о конференции "Нейтроника"?

Конечно, мне очень приятно приезжать в Обнинск на "Нейтронику", потому что это единственное место, где раз в год встречаются разработчики программного обеспечения и люди, занимающиеся физикой ядерных реакторов, со всей страны.

На "Нейтронике" общаются друг с другом работники открытых и закрытых предприятий "Росатома", институтов Академии наук, других предприятий и организаций.

На первых "Нейтрониках", которые имели статус семинаров, а не конференций, занимались вопросами алгоритмов и программ. Жизнь идёт вперёд, тематика "Нейтроник" расширялась, к участникам добавились физики, тем более, что физику и программное обеспечение сложно разграничить.

ГЕФЕСТ для БН-600

Евгений Фёдорович, Вы разработали комплекс программ для сопровождения эксплуатации БН-800.

Действительно, перед нами была поставлена задача обеспечить реактор БН-800 эксплуатационным кодом - кодом для сопровождения его эксплуатации. Началась работа, может быть, позже, чем следовало, но в итоге мы задачу решили. Причём в работах участвовали представители нескольких организаций.

Прежде чем рассказывать дальше, давайте вспомним, как обеспечивается эксплуатация другого нашего быстрого натриевого реактора БН-600.

На реакторе БН-600 успешно используется в качестве эксплуатационного кода комплекс ГЕФЕСТ. С его помощью выполняются расчёты нейтронной физики, теплогидравлики, а также расчёты всех параметров, по которым установлены ограничения.

ГЕФЕСТ был поставлен на БН-600 давно, почти 30 лет назад. Он неоднократно переаттестовывался под разные модификации активной зоны, а также постоянно развивается.

Из относительно недавних добавлений, сделанных по просьбе станции, могу упомянуть расчёт ядерной безопасности всех мест, где находится топливо, начиная со склада свежего топлива до бассейнов выдержки. Для этих задач в комплекс была включена программа ММК.

Ещё одна необычная задача, которую теперь может решать ГЕФЕСТ - расчёт температур в газовой среде.

Топливную кассету при выгрузке помещают в барабан отработавших сборок. Возник вопрос - её вытаскивают из зоны по газовой среде, а вдруг в этот момент произойдёт какой-либо отказ? Из барабана сборку поднимают краном и перемещают в бассейн по воздуху, а вдруг кран откажет и сборка зависнет, не дойдя до бассейна?

Станция попросила нас добавить в ГЕФЕСТ программу, определяющую для каждой конкретной сборки максимально допустимое время пребывания в подобных нештатных положениях до начала её разрушения. Соответственно, на основании этих данных станция будет знать, например, сколько у неё есть времени для починки крана. Мы такую программу в ИБРАЭ сделали и включили её в ГЕФЕСТ.

Сейчас комплекс задействован и в работах по "Прорыву", а именно, по внедрению нового топлива. Как вы знаете, в реакторе БН-600 проходят испытания сборок с нитридным топливом, и с помощью ГЕФЕСТ производятся их расчёты вплоть до потвэльных.

ГЕФЕСТ для БН-800

Естественно, появилось логичное предложение использовать ГЕФЕСТ в качестве эксплуатационного кода и для БН-800. Это удобно, в том числе, и потому, что на соседнем БН-600 накоплен большой опыт работы с комплексом.

Рассматривались два варианта. Первый, самый простой, предполагал механический перенос комплекса на новый блок. Естественно, потребовалось бы описать новую зону, изменить какие-то данные, и так далее.

Но я был за то, чтобы выполнить работу заново, с использованием возможностей сегодняшнего дня. В результате версия комплекса ГЕФЕСТ для БН-800 получила отличия от исторической версии комплекса.

В чём они заключаются? Прежде всего, у него другой топливный архив. Если на БН-600 топливный архив представлял собой файлы прямого доступа, где каждая запись содержит характеристики одной сборки, то для БН-800 архив сделан как база данных, и работа с базой данных, естественно, организована по-другому.

Второе большое отличие - комплекс для БН-800 был вставлен в программную оболочку. Работа была сделана большая, но итоги нас порадовали, работа с данными и результатами теперь осуществляется на современном уровне.

А раньше, на БН-600, как данные вводили? Через NAMELIST?

Да, через него. Графика в старой версии тоже была, но в зачаточном состоянии, первые шаги. Теперь же у нас есть настоящая программная оболочка в чистом виде. Причём эта оболочка промышленная, мы использовали для её разработки программную оболочку ВНИИАЭС от тренажёра.

Как и у самого реактора, так и у эксплуатационного кода есть период опытной эксплуатации. Мы получили отзывы от персонала. На БН-800 много молодёжи, они с удовольствием с нашей оболочкой поработали и дали свои замечания и предложения, что в ней можно улучшить.

С точки зрения начинки есть ли разница между старой и новой версиями ГЕФЕСТ?

Большой разницы нет, расчётные программы, в основном, те же самые. Но сделаны шаги в сторону расширения возможностей. В частности, добавлен модуль расчёта зоны в S_N-приближении.

А это реально требуется?

Такая возможность нужна в тех случаях, если требуется проверить сделанные расчёты. Поэтому мы добавили S_N-модуль в ГЕФЕСТ. В отличие от основного комплекса, он пока не аттестован, хотя уже поставлен на станцию. Не аттестован он по причине нехватки времени. Аттестация - процесс долгий, и мы пока ещё не успели его завершить для этого модуля.

На "Нейтронику" мы привезли доклад по S_N-программе, причём уже по её нестационарному варианту.

Как она называется?

CORNER. А доклад, соответственно, называется "Нестационарная версия нейтронно-физического кода CORNER". Но нестационарную версию мы пока в поставку на станцию не включали.

Кстати, нестационарные расчёты в ГЕФЕСТ предусмотрены?

Конечно. Они были в старой версии и остались в новой.

Активная зона БН-800 представляет собой сейчас настоящий зоопарк по топливу, а в будущем может быть ещё веселее - в рамках "Прорыва" есть предложения по загрузке десятков сборок со смешанным нитридным топливом.

Нам таких задач станция пока не ставила. Сейчас, как известно, у БН-800 зона с урановым и MOX-топливом, на такое топливо у нас имеется разрешение от Ростехнадзора.

Как вы знаете, планируется переход на зону полностью из MOX-топлива. Возможно, появится и нитридное топливо. В таком случае станция поставит соответствующую задачу, и мы её решим.

Никаких принципиальных сложностей для себя мы не видим. Посмотрим, поправим, переаттестум... На самом деле, это рутинный процесс для эксплуатационных кодов. На БН-600 мы это проходили уже неоднократно.

Вы проводили уже сравнения результатов расчётов по ГЕФЕСТ с реальными параметрами БН-800?

Проводили, начиная с физпуска.

Методы простые и сложные

Как Вы считаете, как дальше будут развиваться расчётные коды для быстрых реакторов?

Всё развивают люди. Как мы захотим, так и будет. Вопрос в том, что именно мы захотим.

В последнее время в мире наблюдается тенденция по максимуму переходить на Монте-Карло. Но с помощью этого метода мы можем решить интегральное уравнение, и всё!

Другой пример - S_N-метод. Для него написаны хорошие программы, позволяющие детально описать любую геометрию, на "Нейтронике" есть доклады по таким программам, но для расчётов в реальной детализированной геометрии по ним требуется суперкомпьютер.

Теперь представьте себе, что означает требование к станции приобрести для эксплуатационных расчётов суперкомпьютер?

Обойдётся дорого.

Да не в деньгах дело! Допустим, мы купим суперкомпьютер для нашей лаборатории в Москве. Допустим, он проработал и сломался. Для лаборатории это неприятно, но не смертельно, как-нибудь заполним образовавшийся простой.

Но для АЭС лишиться инструмента поддержки эксплуатации недопустимо! Проблемы сразу начинают расти как снежный ком. Придётся купить не один суперкомпьютер, а минимум два. Минимум, потому что где гарантия, что оба они не выйдут из строя одновременно.

Есть проверенные опытом эксплуатации диффузионные программы, с помощью которых можно видеть все необходимые локальные параметры, причём с погрешностями, не превышающими экспериментальные, и для расчётов по которым достаточно обычных компьютеров, не супер.

Между прочим, для комплекса ГЕФЕСТ станция ставит такое условие - за одну рабочую смену (шесть часов) сотрудник должен успеть прогнать всю кампанию, примерно шесть шагов по выгоранию. Какой метод, кроме диффузии, способен обеспечить такое быстродействие? Сегодня - никакой.

Тогда встаёт вопрос - зачем сейчас уходить, отказываться от диффузионных моделей? Я считаю, что смысла отбрасывать их нет, и они сохранятся на станциях ещё долгое время.

Если когда-то практика поставит перед нами задачи, для решения которых диффузия окажется непригодной, вот тогда мы и будем внедрять в эксплуатационные расчёты более высокие приближения.

Коды такие есть, они написаны, отлажены и верифицированы, то есть, к запросу на них со стороны станций мы будем готовы.

Спасибо, Евгений Фёдорович, за интервью для электронного издания AtomInfo.Ru.

Евгений Селезнёв, фото AtomInfo.Ru

Ключевые слова: Быстрые натриевые реакторы, БН-800, Интервью, Евгений Селезнёв, Статьи

---

Другие новости:

Площадка Андхра-Прадеш в Индии наиболее вероятна для строительства новой АЭС с участием РФ

Решение об этом может быть финализировано до конца года.

Нововоронеж-6 пустят к середине января 2017 года

Комиссия завершит работу к 1 декабря.

Фоторепортаж с конференции "Нейтроника-2016"

Конференция начала работу 23 ноября 2016 года.

---

---

---

---

Поиск по сайту: