(GRS-691) Validierung von COCOSYS im Programmsystem AC²

S. Arndt, I. Bakalov, S. Band, S. Beck, D. Iliev, W. Klein-Heßling, N. Reinke, C. Spengler, J. Stewering

Förderkennzeichen RS1579

Dieser Bericht dokumentiert die Arbeiten zum BMUV geförderten Projekt RS1579 mit dem Titel „Validierung von COCOSYS im Programmsystem AC2“ und beinhaltet die fortgeführte Validierung und Qualifizierung der weiterentwickelten und an den aktuellen Stand von Wissenschaft und Technik sowie an internationale Entwicklungen neuer Reaktorkonzepte angepassten Rechenprogramme und Modelle. Die Schwerpunkte der Arbeiten lagen auf den folgenden fachlichen Themenkomplexen:

  • Fortsetzung der Validierung von AC²/COCOSYS entsprechend dem Entwicklungsfortschritt einzelner Modelle/Module und verfügbarer Experimente, u. a. in der deutschen THAI-Anlage bei Becker Technologies. Dies beinhaltet die Simulation von Experimenten zu thermohydraulischen Phänomenen (z. B. Schichtung einer Leichtgaswolke), zum Aerosol- und Spaltproduktverhalten, zur Schmelze-Beton-Wechselwirkung, zum Abbau von H2 und CO in passiven autokatalytischen Rekombinatoren sowie zur H2-Verbrennung.
  • Erprobung der Anwendbarkeit von AC²/COCOSYS auf fortschrittliche und innovative Anlagenkonzepte/passive Systeme. Ein großes Themengebiet stellen die in verschiedenen fortschrittlichen Reaktorkonzepten eingesetzten passiven Systeme zur langfristigen Nachwärmeabfuhr aus Kühlkreislauf und Containment bei Stör-und Unfällen dar. Entsprechende Experimente zu z. B. passiven Containment-Kühlsystemen wie Gebäudekondensatoren (PASI, INKA) oder auch Containment-Außenkühlung (WAFT) sind mit COCOSYS analysiert und der Modellstand bewertet worden. Einen weiteren Schwerpunkt bildete die Anwendung und Bewertung von CoPool zur Simulation dreidimensionaler Strömungen in großen Wasserpools mit COCOSYS/CoPool.
  • Qualifizierung von AC²/COCOSYS durch beispielhafte Analysen repräsentativer Stör- oder Unfallabläufe für DWR. Anwendungsrechnungen stellen für Simulationsprogramme aufgrund ihrer vielseitigen Wechselwirkungen eine besondere Herausforderung dar. Am Beispiel eines generischen DWR KONVOI wurden COCOSYSRechnungen auf Plausibilität überprüft sowie die Stabilität der numerisch-mathematischen Kopplungsmethodik getestet

Neben diesen fachlichen Schwerpunkten zieht die GRS zudem einen erheblichen Nutzen aus der Begleitung nationaler und internationaler experimenteller Projekte. Dazu zählen insbesondere Aktivitäten der OECD/NEA wie die experimentellen Programme THAI, ESTER und PRISME.

Das Gesamtpaket einer qualifizierten Programmentwicklung und -validierung beinhaltet auch die Dokumentation und Anwenderunterstützung. Zum Dokumentationspaket gehören die COCOSYS-Kurzbeschreibung, das User Manual, das Handbuch zur Modellbeschreibung sowie die Dokumentation zum Regressionstesten. Die entsprechenden Dokumente werden kontinuierlich aktualisiert und vervollständigt und im Zuge der Veröffentlichungen neuer AC²-Versionen bereitgestellt.