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Licensed Unlicensed Requires Authentication Published by De Gruyter October 20, 2017

Some uncertainty results obtained by the statistical version of the KARATE code system related to core design and safety analysis

Neue (statistische) Version des KARATE-Programmsystems zur Berechnung von Unsicherheiten im Kerndesign und bei Sicherheitsanalysen
I. Panka, Gy. Hegyi, Cs. Maráczy and E. Temesvári
From the journal Kerntechnik

Abstract

The best-estimate KARATE code system has been widely used for core design calculations and simulations of slow transients of VVER reactors. Recently there has been an increasing need for assessing the uncertainties of such calculations by propagating the basic input uncertainties of the models through the full calculation chain. In order to determine the uncertainties of quantities of interest during the burnup, the statistical version of the KARATE code system has been elaborated. In the first part of the paper, the main features of the new code system are discussed. The applied statistical method is based on Monte-Carlo sampling of the considered input data taking into account mainly the covariance matrices of the cross sections and/or the technological uncertainties. In the second part of the paper, only the uncertainties of cross sections are considered and an equilibrium cycle related to a VVER-440 type reactor is investigated. The burnup dependence of the uncertainties of some safety related parameters (e.g. critical boron concentration, rod worth, feedback coefficients, assembly-wise radial power and burnup distribution) are discussed and compared to the recently used limits.

Kurzfassung

Das Best-Estimate-KARATE-Codesystem wird für Kerndesignberechnungen und Simulationen von langsamen Transienten von VVER-Reaktoren verwendet. In jüngster Zeit gab es einen zunehmenden Bedarf, die Unsicherheiten dieser Berechnungen zu beurteilen, indem die Auswirkungen der grundlegenden Eingabeunsicherheiten der Modelle über die volle Berechnungskette bestimmt werden. Dazu wurde die statistische Version des KARATE-Codesystems erarbeitet. Im ersten Teil des Beitrags werden die Hauptmerkmale des neuen Codesystems diskutiert. Die angewendete statistische Methode basiert auf der Monte-Carlo-Bestimmung der zu betrachtenden Eingabedaten unter Berücksichtigung der Kovarianzmatrizen der Querschnitte und/oder der technologischen Unsicherheiten. Im zweiten Teil des Beitrags werden nur die Unsicherheiten der Querschnitte berücksichtigt und es wird ein Gleichgewichtszyklus eines Reaktors vom Typ VVER-440 untersucht. Die Abbrand-Abhängigkeiten der Unsicherheiten einiger sicherheitsrelevanter Parameter (z.B. kritische Borkonzentration, Stabwert, Rückkopplungskoeffizienten, montageweise radiale Leistung und Verbrennungsverteilung) werden diskutiert und mit den bislang verwendeten Grenzen verglichen.


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References

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Received: 2017-02-26
Published Online: 2017-10-20
Published in Print: 2017-10-26

© 2017, Carl Hanser Verlag, München