Abstract
This work investigates the capacity to detect safety levels in pressurized water reactors using neutronic and thermal-hydraulic calculations (PWR). The main neutronic parameters, such as criticality calculations, reactivity calculations, burn-up calculations, and power distribution calculations, have been calculated by using MCNPX based on the Monte Carlo method. The hot channel was determined from the power distribution. On the hot channel, the rod-centered sub-channel model was used to investigate the main thermal-hydraulic parameters such as the fuel, cladding, and coolant temperature distribution in both axial and radial directions, the coolant pressure drop, and the departure from nucleate boiling ratio (DNBR). Two techniques were used to solve the rod-centered sub-channel model. MATLAB code was used for the analytical methodology, and COMSOL-Multiphysics computer software was used for the numerical methodology. The numerical technique has demonstrated high accuracy in determining the reactor safety level consistent with the analytical approach.
Abstract
Diese Arbeit untersucht eine Möglichkeit, Sicherheitsniveaus in Druckwasserreaktoren mittels neutronenkinetischer und thermisch-hydraulischer Berechnungen (PWR) abzuschätzen. Die Berechnungen der wichtigsten Neutronenkinetik-Parameter Kritikalität, Reaktivität, Abbrand und Verteilung der Strömung wurden mit MCNPX nach der Monte-Carlo-Methode berechnet. Der Heißkanal wurde aus der Energieverteilung ermittelt. Auf dem Heißkanal wurde das stabzentrierte Unterkanalmodell verwendet, um die wichtigsten thermisch-hydraulischen Parameter wie die Brennstoff-, Mantel- und Kühlmitteltemperaturverteilung in axialer und radialer Richtung, den Kühlmitteldruckabfall und den DNBR. Zwei Techniken wurden verwendet, um das stabzentrierte Unterkanalmodell zu lösen. MATLAB-Code wurde für die analytische Methodik verwendet, und COMSOL-Multiphysics Software wurde für die numerische Methodik verwendet. Die numerische Berechnung zeigt im Vergleich mit dem analytischen Ansatz eine hohe Übereinstimmung.
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