Makrokód ANDREA je program vyvíjený v ÚJV od roku 2005. Slouží k výpočtům projektování a bezpečnostního hodnocení palivových vsázek reaktorů VVER. Program je standardizován podle vyhlášky VDS-030 Státního úřadu pro jadernou bezpečnost pro analýzy rektorů VVER-1000.

Program řeší dvougrupovou difúzní rovnici pomocí moderní nodální metody, která zaručuje dostatečnou přesnost a rychlost výpočtů. Umožňuje pracovat s libovolnou axiální nodalizací, výpočty je možno provádět alternativně v jedné šestině aktivní zóny nebo celozónově. Program má jednoduché vstupní soubory s volným formátem a s možností využití šablon pro efektivní práci.

Flexibilita a automatizace

ANDREA nabízí širokou škálu integrovaných výpočetních sekvencí, např. pro výpočty koeficientů reaktivity, váhy regulačních tyčí a automatické hledání konce kampaně. Průběh výpočtu je možné ovládat velmi detailně a lze měnit všechny výpočetní parametry bez nutnosti výpočet opakovat, včetně přechodu mezi celozónovým a šestinově symetrickým výpočtem. K efektivitě práce s ANDREou přispívá i jednoduchá a expresivní stavba vstupních souborů s možností používání šablon.

Integrovaný systém přípravy dat

Pro přípravu makroskopických dat je k dispozici robustní infrastruktura parametrizující výsledky výpočtů vhodným mikrokódem do jednoduše použitelné knihovny. Je připravena sada nástrojů pro zpracování výsledků kódu HELIOS, nicméně flexibilní architektura knihoven umožňuje případně využít i jiné výpočetní nástroje. Uživatelská náročnost přípravy dat je minimalizována při použití grafického uživatelského rozhraní QUADRIGA.

Přehledné výstupy

Výstupní soubory jsou ve formátu XML, což umožňuje jejich snadné automatické zpracování (např. pro rutinní bezpečnostní analýzy). K dispozici je vestavěný modul ASTRID, který převádí výstup do grafické a uživatelsky pohodlné podoby ve formátu HTML. Na kód ANDREA navazuje uživatelské rozhraní pro projektování vsázek ADÉLA, které umožňuje efektivní návrh překládek v grafickém prostředí systémem point-and-click.

Program ANDREA provádí výpočet podle uživatelem definovaných cest (Path). Každá cesta je přitom sestavená z různého množství kroků (Step), ve kterých probíhají:

• výpočty stavů (State)
• výpočty vyhoření
• překládky či změny symetrie výpočtu

Pro výpočet stavů se využívá řešiče programu (Solver). Iteruje se až do konvergence řešiče a dosažení požadované hodnoty koeficientu násobení, které se dosahuje změnou zvoleného parametru (koncentrace kyseliny borité, poloha tyčí, ...). V případě výpočtu vyhoření se využívá stejné iterační schéma. Výpočet je rozdělen na dva kroky. V prvním kroku se vyhoření provádí uvnitř iterací čímž se využívá původní (predictor) výkony, kdežto druhý krok využívá výkony konečné (corrector).

Řešení dvougrupové difúzní rovnice je realizováno pomocí pokročilé nodální metody využívající konformního zobrazení šestiúhelníkového homogenního nódu na obdélníkový nód a příčné integrace pro převod 3D difúzní rovnice na řešení čtyř 1D difúzních rovnic provázaných členy příčného úniku neutronů. Použitá metodika řešení započítává nehomogenní vyhořívání palivových kazet (tzv. burnup gradient). Pro získání proutkových výkonů je nejprve provedena rekonstrukce rozložení toku uvnitř homogenizovaného nódu a poté je využita předem napočtená mapa výkonů palivových proutků pro dané vyhoření k rekonstrukci skutečných výkonů palivových proutků.

Výsledky výpočetního kódu ANDREA s použitím knihoven napočtených programem HELIOS byly ověřeny srovnáním s provozními daty a výsledky jiných programů.

Srovnání standardizovaného kódu HELIOS s kódem MCNP prokázalo velmi dobrou shodu při určení poproutkových výkonů a to i u palivových souborů s vyhořívajícími absorbátory. Srovnání prokazuje, že HELIOS nástrojem velmi vhodným k tvorbě knihoven pro makrokód ANDREA.

Implementace nodálního řešení kódu ANDREA byla ověřena na modelových úlohách publikovaných v literatuře. Velmi dobrá shoda v koeficientech násobení a odchylky do 2% v nodálních výkonech a 1.5% ve výkonech radiálních prokázaly vhodnost dané implementace. Ověření poproutkové rekonstrukce s výsledky kódu MCNP pro zóny s různými druhy paliva vedly ke stanovení neurčitosti ve výkonu proutků.

Program ANDREA byl rovněž kvalifikován na provozních datech. Přesnost výpočtu koncentrace kyseliny borité byla akceptovatelná, v 93% případů nepřekročila koncentrace stanovené projektové kritérium a v žádném z případů nepřekročila kritérium bezpečnostní. Neurčitost predikce kazetového rozložení výkonů byla určena jako 2.6% a nodálního rozložení výkonů jako 3.44%.

Program ANDREA byl rovněž kvalifikován na provozních datech, kdy byla s měřenými daty srovnávána predikce koncentrace kyseliny borité. Přesnost predikcí pokazetového a nodálního rozložení výkonu byla zhodnocena na základě srovnání predikovaných a měřených proudů SPD detektorů.

Program byl standardizován dle vyhlášky VDS-030 Státního úřadu pro jadernou bezpečnost pro projektování a bezpečnostní hodnocení palivových vsázek reaktorů VVER-1000.

Naši partneři a zákazníci mají přístup do centra podpory, kde kromě podpory pro naše softwarové produkty (manuály, aktualizace, řešení problémů) naleznou také například aktuální verze námi používaných metodik apod. Pokud nemáte přihlašovací údaje, požádejte o ně e-mailem.

Přístup do centra podpory

Komerčně poskytované služby

Školení

Nabízíme školení práce s programem ANDREA na míru Vašim potřebám.

Vývoj specifických funkcí

Pokud byste potřebovali další vylepšení nebo specifickou funkcionalitu programu ANDREA, na zakázku Vám potřebný modul navrhneme a realizujeme.

V případě zájmu o některé z našich služeb nás, prosím, kontaktujte.

Ukázky vstupních a výstupních souborů

Jednou z předností programu ANDREA je přehlednost a jednoduchost vstupních souborů. Formát vstupních dat je vysoce expresivní; je velmi snadné mu porozumět a díky vhodným implicitním hodnotám je vstupní soubor většinou poměrně krátký.

Příklad kompletního vstupního souboru

read config
  library = library.HOT
end config

read geometry
  pitch = 23.6
  radius = 4
  symmetry = 1
  read zones
    fuel 6 10.0
  end zones
end geometry

read assemblies
  mA20 fuel=A200_CNG
  mA40 fuel=A40E6_CNG
  mP36 fuel=P36E9_CNG
  mP40 fuel=P40E9_CNG
  m3HO fuel=ref1_midicore
  m4HO fuel=ref2_midicore
  m2HO fuel=ref4_midicore
  m0HO fuel=ref5_midicore
end assemblies

read core_map
              m0HO  m2HO  m3HO  m4HO  m3HO
           m2HO  mA40  mP40  mP36  mA40  m4HO
        m3HO  mP40  mA20  mA20  mA20  mP36  m3HO
     m4HO  mP36  mA20  mA20  mA20  mA20  mP40  m2HO
  m3HO  mA40  mA20  mA20  mA20  mA20  mA20  mA40  m0HO
     m4HO  mP36  mA20  mA20  mA20  mA20  mP40  m2HO
        m3HO  mP40  mA20  mA20  mA20  mP36  m3HO
           m2HO  mA40  mP40  mP36  mA40  m4HO
              m0HO  m2HO  m3HO  m4HO  m3HO
end core_map

read path
  IT=B P=1.0 dT=5d
  dT=10d
  dT=10d
end path

read th
  bypass = 0.03000
  flow_area = 41615.5
  flow_rate = 16209.0
  read inlet_temp
      0           278.0
      1500        289.0
  end inlet_temp
  power = 1500.00
  pressure = 15.7
end th

Často se opakující části vstupních souborů (popis geometrie, nominální provozní parametry, definice typů palivových souborů) lze přesunout do šablon a běžný vstup se zásadně zjednoduší a zkrátí.

Příklad typického vstupního souboru první vsázky (s použitím šablon)

read config
  library = library.HOT
end config

read path
  IT=B P=1.0 dT=5d
  dT=10d
  dT=10d
end path

Vstupy pro navazující vsázky obsahují většinou pouze definici schématu překládky a popis průběhu výpočtu.

Příklad typického vstupního souboru navazující vsázky

read config
  restart = input1.dump
end config

read path
  dT=10d
end path

read reload
  4,2 < 5,3
  5,3 < 1,1
  1,1 < 2,2
  2,2 < mA20
  6,5 < mA20
  6,6 < mA20
end reload

Součástí programu ANDREA je i modul ASTRID, který převádí standardní textový výstup do interaktivního HTML formátu.

Příklad grafického výstupu