(GRS-A-3644) Thermohydraulische Rechenmethoden zu Transienten und Störfällen im Reaktorkühlkreislauf unter besonderer Berücksichtigung mehrdimensionaler Strömungen (ATHLET, FLUBOX, CFX)

H. Glaeser, U. Graf, J. Herb, B. Krzykacz-Hausmann, G. Lerchl, P. Papadimitriou, A. Papukchiev, F. Ringer, M. Scheuerer, P. Schöffel, T. Skorek, D. von der Cron, F. Weyermann

Das Vorhaben „Thermohydraulische Rechenmethoden zu Transienten und Störfällen im Reaktorkühlkreislauf unter besonderer Berücksichtigung mehrdimensionaler Strömungen (ATHLET, FLUBOX, CFX)“ besteht aus vier Arbeitspaketen:

1. Weiterentwicklung des Systemrechenprogramms ATHLET2. Abschluss der FLUBOX-Entwicklungsarbeiten und Aufbau eines ATHLET-internen 3D-Moduls3. Kopplung von ATHLET und dem CFD-Rechenprogramm ANSYS CFX und CFXModellentwicklung zur Simulation dreidimensionaler Strömungen im Reaktorkühlkreislauf4. Aussagesicherheit von Ergebnissen des Rechenprogramms ATHLET.

Eines der übergeordneten Ziele dieses Vorhabens war, die Aussagesicherheit des thermohydraulischen Systemrechenprogramms ATHLET auch für die Simulation der mehrdimensionalen Strömung im Reaktordruckbehälter zu verbessern. Da in ATHLET die Erhaltungsgleichungen, insbesondere die Impulsgleichung, nur in eindimensionaler Form vorliegen, war geplant, für die Simulation das 2D/3D-Modul FLUBOX weiterzuentwickeln und mit ATHLET zu koppeln. Aus den in Kapitel 3 beschriebenen Gründen wurde dieses Vorhaben aufgegeben. Stattdessen wird nun angestrebt, ein schnell laufendes ATHLET-Modul zu entwickeln, für das die ATHLET-Gleichungen in 2D/3D-Form abgeleitet und implementiert werden. Hiermit können nicht nur alle ATHLET-Modelle, sondern die gesamte Programmstruktur übernommen werden. Ein weiterer Vorteil dieser Strategie ist, dass die bei der Kopplung eigenständiger Programme unvermeidbaren und oft schwierig zu lösenden numerischen Probleme und Effizienzverluste nicht auftreten. Darüber hinaus muss sich der Anwender nicht mit zwei Programmen befassen; ATHLET-3D bleibt ATHLET.