Note Technique
Contents
1. DIRECTION DES REACTEURS NUCLEAIRES DEPARTEMENT D ETUDES DES REACTEURS SERVICE DE PHYSIQUE DES REACTEURS ET DU CYCLE LABORATOIRE D ETUDES ET DE DEVELOPPEMENT DE COEURS CENTRE D ETUDES DE CADARACHE spc LEDC 97 438 Ho o s5o10 5a82 a201 1 5 NATURE SERVICE LABORATOIRE N CHRONO FICHE ACTION CEA FICHE ACTION CLASSEMENT CLASSEMENT PAGE ou CELLULE COOPERATIVE UNITE C VAC Note Technique ERANOS 1 2 Note de pr sentation du nouveau sch ma de calcul de projet neutronique c ur AUTEUR S S VARAINE RESUME Cette note pr sente dans ses grandes lignes le nouveau sch ma de calcul de projet neutronique c ur du formulaire ERANOS Ce sch ma est bas sur les nouvelles fonctionnalit s du syst me de code pour le calcul des r acteurs neutrons rapides ERANOS 1 2 Il utilise en particulier la biblioth que ajust e ERALIB1 le nouveau code de cellule europ en ECCO et le code de calcul spatial TGV La note pr sente aussi toute la documentation associ e ce nouveau sch ma Th se CTCI MOTS CLES NEUTRONIQUE ERANOS SCHEMA DE CALCUL 12 97 97 438 DOC Indice 0 Visa R dacteur Visa V rificateur Visa A Q Visa Emetteur Date d mission Chef du DER SPRC LEDC S CZERNECKI J TOMMASI BERNARD M DELPECH En l absence d accord ou de contrat la diffusion Cadre de r alisation du document CLASSIFICATION des informations contenues dans ce document F2. t mises au format multigroupe directement lisible par le code La cr ation de ces biblioth ques d application est d crite dans les notes 1 3 13 et 14 Les donn es nucl aires r sultent de l ajustement des donn es 2 sur un grand nombre d exp riences int grales et constituent la biblioth que ERALIB1 Ces biblioth ques et la proc dure d ajustement sont d crites dans la note 3 2 2 LE TRAITEMENT DES BARRES DE COMMANDES Concernant les barres de commande le principal probl me dans leur mod lisation est la prise en compte de leur h t rog n it 16 17 Cet effet n tait pas bien mod lis dans le formulaire CARNAVAL IV CCRR c est pourquoi une proc dure sp cifique avec BISTRO a t d velopp e Elle est d crite dans la note 1 Cette proc dure est retenue pour le sch ma de projet et son application aux barres de commande de Super Ph nix est d crite en d tail dans la note r f renc e 6 2 3 LES CALCULS SPATIAUX Les calculs spatiaux sont aliment s par les sections efficaces issues du code de cellule ECCO Le transfert de ces donn es est d crit dans la note 9 Le but des calculs spatiaux est soit de d terminer la valeur propre la configuration de c ur tudi e soit d obtenir la distribution de la population neutronique Le logigramme montre que le sch ma de projet utilise deux routes l une bas e sur le code TGV VARIANT l autre bas e sur le code H3D en diff rences finies
3. dures PROJERIX S CZERNECKI F VARAINE Note Technique DER SPRC LEDC 97 437 uns REFERENCE INDICE PAGE Indice 8 ERANOS 1 2 Proc dures SIRENE pour le post traitement des tudes projets Notice de pr sentation et d utilisation F MELLIER Note Technique DER SPRC LEDC 97 436 9 ERANOS Manuel des m thodes Transferts internes de donn es nucl aires RIMPAULT D HONDE J M RIEUNIER Note Technique DER SPRC LEPh 93 252 R vision 1 10 ERANOS Manuel des m thodes Module TGV PALMIOTTI J M RIEUNIER J Y DORIATH Note Technique DER SPRC LEPh 91 208 11 Simplified spherical harmonics in the variational nodal method E E LEWIS PALMIOTTI NSE 126 48 58 1997 12 Reconstruction fine d un flux nodal J M RUGGIERI Note CISI DOP TGV FLUX NT 001 13 Validation physique du nouveau code de cellule europ en pour le calcul des coefficients de r activit des r acteurs REP et RNR S RAHLFS Th se de l universit de Provence AIX MARSEILLE soutenue le 19 06 1996 14 The ECCO JEF2 library G RIMPAULT et al Note Technique DER SPRC LEPh 92 231 uns REFERENCE INDICE PAGE Indice 15 ERANOS Manuel des m thodes Le code de cellule ECCO G RIMPAULT Rapport Technique DER SPRC LEPh 97 01 16 Interpr tation de l cart calcul exp rience
4. de pr sentation et d utilisation 8 Cette note constitue le manuel d utilisation des proc dures r alisant l exploitation des r sultats de calcul obtenus avec ERANOS 1 2 Ces proc dures facilitent grandement le travail de l utilisateur pour la recherche et l exploitation de l information voulue oen Lo uns Indice REFERENCE INDICE PAGE REFERENCES 1 Sch ma de calcul de r f rence du formulaire ERANOS et orientations pour le sch ma de calcul de projet RIMPAULT et al Note Technique DER SPRC LEPh 96 220 2 Notice de pr sentation d ERANOS Version 1 2 R JACQMIN et al Note Technique DER SPRC LEPh 97 244 3 Principes th or iques et m thodologies pour la validation de JEF2 Application la r alisation de ERALIB1 biblioth que de donn es neutroniques pour le calcul des syst mes spectre rapide E FORT et al Note Technique DER SPRC LEPh 97 228 4 MANUEL UTILISATEUR Description des fonctions CISI ERANOS 97 MU 002 version 1 2 5 ERANOS 1 2 Note de qualification et de validation du sch ma de calcul de projet c ur sur Super Ph nix S CZERNECKI VARAINE J TOMMASI Note Technique DER SPRC LEDC 97 440 6 ERANOS 1 2 Notice d utilisation du sch ma de calcul de projet neutronique c ur F VARAINE S CZERNECKI Note Technique DER SPRC LEDC 97 439 7 ERANOS 1 2 Notice d utilisation des proc
5. sur la valeur de l antir activit des barres de commande au d marrage de SPX1 M SALVATORES et al Note Technique DRNR SPCI LEPh 87 214 17 Bilan des comparaisons calculs Projet exp riences au d marrage de SPX1 Note technique DRNR SPCI LNSC 87 343 18 ERANOS Manuel des m thodes Les calculs de perturbation et les analyses de sensibilit G PALMIOTTI et al Note Technique DER SPRC LEPh 96 205 REFERENCE INDICE PAGE Indice ANNEXE 1 Logigramme du sch ma de calcul de projet neutronique c ur g om tries et compositions ERALIB1 assemblages Homog n isation barres h terog nes plan de chargement coeur matrices matrices TGV VARIANT Hexagonal Z Transport Nodal 3D simplif H3D Diffusion diff rences finies Masse Critique Antir activit des barres Nappe de Puissance 7 PP Evolution avec cha nes P de 18 isotopes lourds Perturbation Diffusion solides Vide Na Doppler Bet Concentrations Evolu es TGV VARIANT Hexagonal Z Transport Nodal 3D simplifi H3D Diffusion diff rences finies Masse Critique Vide Na Doppler Antir activit des barres Nappe de Puissance REFERENCE INDICE PAGE Indice ANNEXE 2 Cha ne d volution du sch ma de calcul du projet 18 noyaux lourds
6. e r aliser ces calculs il faut mod liser la cha ne d volution des isotopes lourds et l apparition des produits de fission au cours du fonctionnement en puissance Dans le sch ma de projet la cha ne d volution est compos e de 18 isotopes lourds et on utilise 6 pseudo produits de fission un par isotope lourd important 0235 U238 Pu239 Pu240 241 Pu242 L ensemble est pr sent en d tail dans la note 1 et la cha ne d volution des isotopes lourds est rappel e en annexe 1 2 5 LES GRANDEURS CARACTERISTIQUES L ensemble des grandeurs physiques d un r acteur que le sch ma de calcul neutronique c ur doit calculer sont ons REFERENCE INDICE PAGE Indice la masse critique les effets en r activit li s l volution du combustible les effets en r activit des barres de commande les effets en r activit li s aux conditions de fonctionnement l effet Doppler l effet d une vidange compl te ou partielle du sodium les distributions spatiales puissance volumique et lin ique o de flux de dommage aux structures L obtention de ces param tres est d j d crite dans la note 1 et sera d taill e sous la forme de fiches de calcul dans la note 8 3 LA DOCUMENTATION Le sch ma de calcul de projet s inscrivant dans le nouveau formulaire ERANOS la documentation relative ce formulaire regroup e sous la d nominatio
7. fi pour le d veloppement spatial il faut fixer le degr du d veloppement du flux l int rieur de chaque n ud sur les interfaces et des sources Le triplet retenu est respectivement 6 0 et 1 Pour des raisons d exploitation le flux neutronique issu de VARIANT est reconstruit sur le maillage le plus courant dans le syst me de code d ERANOS savoir 7 points de calcul par coupe radiale de l assemblage Cette reconstruction s effectue partir des moments calcul s du flux Evidemment plus le flux l int rieur du n ud est d velopp plus la reconstruction est pr cise 12 Actuellement dans TGV le nombre des moments du flux stock s qui serviront la reconstruction ult rieure est fix par le d veloppement spatial de la source C est pourquoi l utilisateur devra augmenter le d veloppement spatial de la source pour am liorer la qualit de la reconstruction De plus le flux directement issu TGV a une structure diff rente du flux utilis jusqu alors On ne peut pas pour l instant r aliser des calculs d int grales simples ou doubles sur ce flux C est pourquoi il existe l autre voie bas e sur le code H3D en diff rences finies pour permettre des tudes n cessitant le calcul de ces int grales comme toutes les tudes par perturbation 18 2 4 LES CALCULS D EVOLUTION Les calculs d volution ont pour but de mod liser l volution du combustible sous l influence d un flux neutronique Afin d
8. iche action 4201 cc SD sans aupr s d un organisme tiers ext rieur au CEA est RARE soumise l accord du Chef de D partement oen ans REFERENCE INDICE PAGE Indice OBJET DES REVISIONS DATE N CHRONO Emission initiale 97 438 ner Nemo umo ans REFERENCE INDICE PAGE Indice TABLE DES MATIERES TABLE DES MATIERES 1 INTRODUCTION 2 LE SCHEMA DE CALCUL DE PROJET 2 1 LES CALCULS DE CELLULES 2 2 LE TRAITEMENT DES BARRES DE COMMANDES 2 3 LES CALCULS SPATIAUX 2 4 LES CALCULS D EVOLUTION 2 5 LES GRANDEURS CARACTERISTIQUES 3 LA DOCUMENTATION REFERENCES ANNEXE 1 Logigramme du sch ma de calcul de projet neutronique c ur ANNEXE 2 Cha ne d volution du sch ma de calcul du projet 18 noyaux lourds oen ans REFERENCE INDICE PAGE Indice 1 INTRODUCTION ERANOS est le nouveau formulaire applicable aux calculs neutroniques des r acteurs neutrons rapides 1 2 Un formulaire est rappelons le un outil permettant de d terminer l ensemble des grandeurs physiques des c urs de r acteur C est un ensemble complexe il se compose principalement de biblioth ques de donn es base de diff rentes m thodes options de calcul plus ou moins fig es ce qui d finit un sch ma de calcul d une qualification sur des exp rie
9. mais toujours dans des g om tries trois dimensions Hexagonale Z La voie principale est celle qui utilise TGV VARIANT Sans pr senter en d tails les m thodes utilis es dans le code qui sont d crites dans les notes 1 et 10 il faut n anmoins r sumer celles ci afin que les options de calcul retenues dans le sch ma de calcul de projet soient clairement identifi es TGV VARIANT est bas e sur la m thode nodale variationnelle Elle recherche l int rieur de chaque l ment de volume appel n ud minimiser une fonctionnelle Cette fonctionnelle est une forme int grale de l quation de Boltzmann avec ses conditions aux limites La fonction qui minimise cette fonctionnelle est le flux neutronique solution du probl me La recherche de ce minimum s effectue apr s avoir d compos le flux en fonction de l angle et de la position sur une base ons Indice REFERENCE INDICE PAGE fonctions d pendant pour les unes de l angle harmoniques sph riques pour les autres de la position polyn mes orthogonaux Le degr de d veloppement est la discr tion de l utilisateur N anmoins dans le cadre d une cha ne de calcul fig e les options du sch ma de projet sont les suivantes pour le d veloppement angulaire l ordre 3 avec l utilisation des harmoniques sph riques simplifi es 1 et 11 C est ce qu on appelle le transport simpli
10. n ERANOS 1 2 s applique aussi ce sch ma en particulier la note de pr sentation 1 et 2 et les notes physiques 3 et 4 Concernant le sch ma de projet proprement dit plusieurs notes y sont attach es en sus de la pr sente ERANOS 1 2 Note de qualification et de validation du sch ma de calcul de projet neutronique c ur sur SUPER PHENIX 5 Cette note pr sente la qualification du sch ma sur le retour exp rimental issu de Super Ph nix pour toutes les grandeurs physiques o la mati re exp rimentale existe Lorsqu aucune information exp rimentale n existe sur un param tre une validation par rapport la route de r f rence t effectu e ERANOS 1 2 Notice d utilisation du sch ma de calcul de projet neutronique c ur 6 Cette note explique comment obtenir toutes les grandeurs physiques importantes pour la s ret et le fonctionnement du r acteur Elle pr cise aussi la m thodologie d obtention des donn es de base qui alimentent les calculs spatiaux Elle explicite enfin le couplage avec les diff rents codes aval ERANOS 1 2 Notice d utilisation des proc dures PROJERIX 7 Cette note constitue le manuel d utilisation des proc dures r alisant le calcul spatial du flux neutronique et le suivi d un r acteur DER o uns REFERENCE INDICE PAGE Indice ERANOS 1 2 Proc dures SIRENE pour le post traitement des tudes projets Notice
11. nces int grales d un domaine de validation On peut alors d finir deux sch mas de calcul Un dit de r f rence dans lequel n entre aucune consid ration de co t dans le choix des options de calcul et qui doit poss der la pr cision optimale sur les grandeurs physiques d un r acteur Un autre dit de projet qui partir d hypoth ses simplificatrices mais par rapport la r f rence doit trouver le meilleur compromis possible entre la pr cision obtenue et le co t du calcul pour permettre des calculs r p titifs Cette note pr sente les options retenues pour le sch ma de calcul de projet en s appuyant sur la note LEPh 96 220 1 qui en fixait les orientations De plus ce document renvoie tous les documents attach s ce sch ma cf 3 2 LE SCHEMA DE CALCUL DE PROJET Le sch ma de calcul s inscrit dans le formulaire ERANOS et le syst me de code associ s agit pour le d finir de choisir parmi un ensemble d options de m thodes num riques celles qui permettent d atteindre toutes les grandeurs physiques du r acteur utiles au projet en prenant compte les contraintes de pr cision et de co t G n ralement tous les param tres neutroniques d un r acteur s obtiennent partir du flux d crivant la distribution des neutrons dans le c ur Ce flux est obtenu par r solution de l quation de Boltzmann La complexit de la r solution de cette quation entra ne l utilisati
12. on de la m thode d terministe dans un formalisme multigroupe pour r soudre cette quation en deux tapes 1 des calculs de cellules 2 des calculs de c ur ons Indice REFERENCE INDICE PAGE Le sch ma de calcul de projet utilise cette approche ce qui se traduit par le traitement des cellules par le code ECCO 1 15 aliment par les donn es de base ERALIB1 3 puis le traitement du r acteur par les modules spatiaux suivants le code TGV VARIANT 1 10 et le code de diffusion en diff rences finies d ERANOS 1 2 4 aliment s par les sections efficaces provenant d ECCO L ensemble du sch ma et l articulation de ces deux tapes est pr sent s par les logigrammes suivants Chaque partie sera explicit e plus en d tail dans les paragraphes suivants Un logigramme g n ral se trouve dans l annexe 1 Cellule standard Barres de commande g om trie Description h t rog ne des et compositions ERALIBI barres de commande et de assemblages leur environnement Proc dure d homog n isation BISTRO Transport Diff rences finies des l ments absorbants Calculs spatiaux Figure 1 Logigramme des calculs cellules et de pr paration des donn es de base alimentant les calculs spatiaux REFERENCE INDICE PAGE Indice Calculs cellules plan de chargement coeur matrices PN TGV VARIANT Hexagonal Z Transport Nodal 3D simplif Diffu
13. sion diff rences finies Masse Critique Antir activit des barres Nappe de Puissance Evolution avec cha nes PE de 18 isotopes lourds Perturbation Diffusion CO ed bn solides Vide Na Doppler Concentrations Evolu es TGV VARIANT Hexagonal Z Transport Nodal 3D simplifi H3D Diffusion diff rences finies Masse Critique Vide Na Doppler Antir activit des barres Nappe de Puissance Figure 2 Logigramme des calculs spatiaux 2 1 LES CALCULS DE CELLULES Les calculs de cellules du sch ma de projet sont effectu s avec le code La route de projet est bas e sur une s paration entre le traitement du ralentissement lastique qui s effectue en g om trie homog ne mais dans un d coupage nerg tique fin 1968 groupes et le traitement de l autoprotection en g om trie h t rog ne mais dans un d coupage nerg tique oen ns Indice REFERENCE INDICE PAGE large 33 groupes Concernant les traitements algorithmiques la description d taill e et la justification des options retenues dans le sch ma de projet pour les calculs de cellules sont d crites dans les notes 1 et 6 L application de cette route Super Ph nix est d crite dans la note en r f rences 6 ECCO est aliment par ses biblioth ques d application Une biblioth que d application est un fichier dans lequel les donn es nucl aires ont
Download Pdf Manuals
Related Search