AZ SSYST-3 PROGRAMRENDSZER ALKALMAZÁSA WER REAKTOROKRA I. RÉSZ: ELŐKÉSZÍTŐ MUNKÁK

if.'! V '•"< / '

' Г''/

KFKI 1988-72/G

MOLNÁR I. PERNECZKY L. SZABADOS L. VIGASSY J.

AZ SSYST-3 PROGRAMRENDSZER ALKALMAZÁSA WER REAKTOROKRA I. RÉSZ: ELŐKÉSZÍTŐ MUNKÁK (A MUNKA AZ OKKFT Q-11/6 ALPROGRAM 6.43.01 FELADATÁNAK TELJESÍTÉSE KERETÉBEN KÉSZÜLT)

Hungarian academy of Sciences CENTRAL RESEARCH INSTITUTE FOR PHYSICS BUDAPEST

KFKI-1988-72/G PREPRINT

AZ SSYSr 3 PROGRAMRENDSZER ALKALMAZÁSA W E R REAKTOROKRA I. RÉSZ: ELŐKÉSZÍTŐ MUNKÁK

(A MUNKA AZ ÜKKFT 0 11/6 AlPHOUHAM ö 43 ü i FELADATÁNAK TELJESÍTÉSE KERETÉBEN KÉSZÜLT)

MOLNÁR I PERNECZKY L , SZABADOS i , VIGASSV J Központi Fizikai Kutató Intézet 1525 Budapest 114. Pl. 49

,ÍU iöbN úiöb í>3Ju

Molnár I., Perneczky L., Szabados L., Vlgassy j . : Az SSYST 3 programrendszer alkalmazása WER reaktorokra. I. rész Előkészítő munkák KFKI 1988 72/G KIVONAT összehasonlító analízist végzünk az SSYST 2 és SSYST 3 rendszerverziók között, elsősorban az adatbázis kezelés vonatkozásában Részletesen elemezzük az SSYST 3 új MULTRAN modulját, amely a fűtőelem burkolatok oxidációjának számítására szolgál Megadjuk azt a problematikát! amely megoldásra vái az SSYST 3 modulok WER célú alkalmazása előtt. Néhány következtetést vonunk le a számítások szükséges adatbázisa vonatkozásában.

И. Молнар, Л . Пернецки, Л. Сабадош, й. Вигаши: Использование системы программ SSYST-3 для реакторов типа ВВЭР. KFKI-1988-72/C АННОТАЦИЯ Проведен сравнительный анализ двух программ SSYST-2 и SSYST-3. В первую очередь были рассмотрены базы данных. Подробно анализирован новый модуль про­ граммы SSYST-3, который носит название MULTRAN. Этот модуль предполагается использовать для расчета окисления оболочки твэлов реактора типа ВВЭР-1000. В данном отчете представлен круг проблем, которые необходимо решить при ис­ пользовании модулей SSYST-3 для реакторов ВВЭР-1000, и даны некоторые выводы о базе данных, необходимых для расчетов.

I. Molnár, L. Perneczky, L. Szabados, J. Vlgassy: Adaptation of the SSYST 3 code for WWER reactors I. Preliminary studies. KFKI 1988 72/G ABSTRACT The present report compares the versions SSYST 2 and SSYST 3 with special emphasis on data base handling The MULTR AN module of SSYST 3, calculating Zircaloy fuel rod cladding oxidation is studied in detail Problems concerning applications of SSYST 3 moduls for WWER reactors aro outlined, logothor with consoquences involving data base calculations

Bevezetés A WER-1000 reaktorok üieuiviteli és Uae&*avaii folyamatainak elemzése sotán számolni kell a reaktorban lejátszódó vagy eset­ leg lejátszódó reaktorfizikai, termohidraulikai és kémiai folya­ matok kölcsönhatásaival is ahhoz, hogy megbízható és felhasznál­ ható eredményekhez juthassunk. Ennek oka, hogy e reaktorokat gazdaságosabb, azaz "feszítettebb" üzemmódra tervezték, mint a WER-440 reaktorokat, melyek esetében a kölcsönhatások jelzett figyelembevétele nem marginális kérdés. A hazánkban is elterjedt terminológia bzeiiut bizonyos, a reak torban lejátszódó folyamatokat a reaktorfizika, másokat a reaktux termohidraulika tárgyal. További folyamatok a szilárdságtan, a termokémia, ill. a besugárzástechnológia tárgykörébe tartoznak. A reaktorbiztonsági analízis során kívánatos, hogy егекпек а téma­ köröknek egyes részei közösen, összefüggésükben legyenek model­ lezve; nevezetesen azon folyamatok összefüggő modellezéséről van itt szó, amelyeknek járulékuk van a fűtőelemek burkolatának fel­ hasadásához. E problémakör jelölésére az eddig kialakult hazai és külföldi gyakorlatnak megfelelően a "fuel behaviour"

azaz

"fűtőelem viselkedés" kifejezést használjuk. Ezen folyamatoknak azon köre, melyet szimultán módon lehet vagy kell vizsgálni, függ a kutatási bázis, tehát a szakterület személyi állományának isme­ reteitől és az alkalmazható software eszköz lehetőségeitől. A KFKI/AEKI Termohidraulikai Osztályán több éve foglalkozunk az SSYST programrendszerekkel, melyeket a KWU nyomottvizes atomerőművi reaktoraival kapcsolatosan fejlesztettek ki éppen a "fűtő­ elem viselkedés" vizsgálatára. A témakör irodalmát a [13]

dol­

gozatunk részletesen ismerteti. A [2] dolgozatunk feltárja azo­ kat a metodikai kérdéseket, amelyekkel az SSYST programrendsze­ rekkel való munka megkezdésekor kerülünk szembe. Ezek alapján jogosultak vagyunk megállapítani azt, hogy az SSYST-hez hasonló összetettségű software eszköz üzembeállítása és üzemeltetése je­ lentős erőfeszítéseket igényel, mégpedig az alábbi vonatkozások ban:

- 2 -

a./ a software-hoz tartozó moduláris programrendszer megismerése és üzembeállítása a rendelkezésre bocsájtott mintafeladatok se­ gítségével, b./ A moduláris programrendszerre vonatkozó irodalom összegyűjtése és feldolgozása útján az egyes modulok megismerése és rövid is­ mertetése, c/

a honosítás utolsó fázisaként a programrendszer és a hozzá­

rendelt adatbázis alkalmazási korlátainak identifikálása, d./ a moduláris programrendszer egyes moduljaival kapcsolatosan a modulok fizikai tartalmának, az alkalmazott numerikus módsze­ reknek, a modulok adatigényének felmérése, е./ а moduláris rendszerrel kezelhető problémakör feltérképezése, f./ az alkalmazási problémakörre való általános ismeretek és át­ tekintés megszerzése, д./ а moduláris rendszer változatlanui hagyásával megoldható al­ kalmazási esetekhez vezérlő eljárások v. vezérlő adatrendszerek kidolgozása, h./ az alkalmazási körhöz tartozó adatbázis előzetes felmérése, a könyvtárkarbantartás és módszereinek kidolgozása, az adat­ könyvtár legelső ideiglenes verziójának ősszeszerkesztése. Б feladatok vezérlő eljárásainak/adatrendszereinek kidolgozása, i./ az adatkönyvtár folyamatos karbantartása, korszerűsítése, kiegészítése, szerkesztése, j./ a rendszer egyes moduljaiban alkalmazott fizikai modellek adekvátságának ellenőrzése a mi alkalmazási eseteink vonatkozásá­ ban,

- 3 -

к./ egyes modulokra vuaolkozó átdoigotáai igények félliterese abból a célból, hogy a mi alkalmazási eseteinkre e modulok alkalmazha­ tóak legyenek, 1./ a k./-nak iiiegteleló átdolgozások elvégzése, т./

a rendszer kiegészítése olyan elemekkel, melyek utján a modu­

láris programreniszer futtatása számára hazai software környezet­ ben ai. aktuális kezdeti és peremfeltételek biztosíthatóak, п./ az alkalmazások helyességének verifikálása. Az a munka, amit 1987-ig bezáróan a Kf'Ki/AüKI lormohrdraulikaj Osztályán végeztünk, és az [\] publikáltunk, a fenti n./-w.f

irodalom hivatkozásjegyzéke szerint pontokba való beosztás rendszerében

a következőképpen értékelhető: - Az bSYST-ü rendsze.-. ver zióra vonatkozóan befejeztük a honosítást (a b-c. pontok), • megkezdtük az SSxST-i program endszer honosítását (a

és rész­

ben b-c pontok), - az SSYST-2 rendszerveíziöval kapcsolatosan felmértük л legfon­ tosabb modulok fizikai tartalmát, az alkalmazott numerikus mód szereket (részben a d pont), valamint • általános

képre tettünk szert ugyanebben a vonatkozásban az

SSVST-3 rendszerverzióra vonatkozóan is, - a rendszerverziókkaJ ез az alkalmazási körrel kapcsolatosan általánosságban tájékozódtunk (e-f pontok), - tanulmányoztuk az SSYST-2 rendszer verzió eseten a peremfeltéte­ lek biztosítására a REI.AP4/mod6 programmal való kapcsolat­ építést és ezt meg is valósítottuk (m-hez tartozó munka),

- 4 -

- sikeresen tanulmányoztuk az SSYST-2 rendszerver7ió esetén a peremfeltételek biztosítására a rendszerhez lazán csatolt WAK modul alkalmazását (m-hez tartozó munka). Hint ez a [2)-ben is megállapítjuk, az SSYST programrendszerek hiányos dokumentáltsága igen megnehezítette korábbi munkánkat. Eddigi eredményeinket csak azért tudtuk elérni, mert közvetlen kapcsolatot tartottunk fenn a programrendszer szerzőivel. Erre a kapcsolattartásra a jövőben is szükség lesz. Az elmúlt év során az előzetes terveket szem előtt tartva a kö­ vetkező irányokban sikerült továbblépést elérni: - összehasonlító analízist végeztünk az SSYST-2 és az SSYST-3 rendszerverziók kőzött a modulok adatigényeinek vonatkozásá­ ban. Ezirányú munkánkat

a 2. fejezetben foglaljuk össze,

- részletesebben elemeztük az SSYST-3 rendszer új MULTRAN modul­ ját. Ezirányú munkákról főként azon ismertetésben szájviolunk be, melyet függelékként hozunk, - Az SSYST programrendszerekben alkalmazott fűtőelem modelleket összevetettük a W E R reaktorok számára gyártott fűtőelemekről szóló hozzáférhető adatokkal (lásd [7]). A [3) és [4] munkák közvetkeztetéseivel összhangban olyan isme­ retekhez jutottunk, melyek alapján körvonalazhatóak az elkövet­ kező években elvégzendő software tevékenységek éppen úgy, mint az adatigények kielégítésére teendő lépések. Ezzel a kérdéskör­ rel kezdjük ismertetésünket az 1. fejezetben.

- 5-

1. A tÚlÖEl.EMEn MOüüí ItZfiSi KÉRDÉSEI l.l

A standard SS¥ST fűtőelem modell es a vvbK tutÖeleniek eltérései

Az bSYST ргодгал1геааьгегек alapjául szolgáló standard fűtőelem modell megválasztásánál az volt a cél, hogy lehetőleg hűen le­ hessen modellezni a nyugateurópai atomreaktorokban, például a KWÜ atomerőműveiben működő fűtőelemeket. Ezek a fűtőelemek azon ban még geometriájukban is csak hasonlítanak a W E R fűtőelemek­ hez. - mindkét fűtőelem iiencjoi ^eomet-nájá. beune gellet tormában ta­ lálható a betöltött U 0

?

hasadóanyag,

- mindkét fűtőelemben yáz uölti ki a rutőeleiu btlbő szabad tereit, - mindkét fűtőelem Duikolata heuuetikusság biztosítása céljával kerül legyártásra. De: - a hasäuuaUjci-jOt-

t ÓL Laithazo

yt: i J e с j^kjiite t LÍ .I J telépitéae eltérő;

a W E R pellet a tengelye mentén ái van fúrva

Ez a belső üreg

alkalmas arra, nogy benne gáz halmazállapotú hasadási termékek szaporodjanak fel, ugyanakkor lehetővé teszi, hogy a maximális üzemanyag hőmérsékletek hasonló üzemviteli ill. üzemzavari eset ben ne érjék el azokat a magas értékeket, amelyek tömör kivitel esetén alakulnának ki, - a hasadóanyay porozitcib« ellető lehet IXÍ el tói 6 gyártástechno­ lógia következtében, ami igen auk paraméter, így például a hasadási termékekre vonatkozó adszorpciós képesség eltérését vonhatja maga után , • a KWU fűtőé leméiben az albó es ч felnő véyon i_s van kiképezve gázelnyelő üieg, míg a W E R fűtőelemekben ilyen csak felül van.

- 6 -

Ami pedig az anyagi tulajdonságokat illeti, a W E R fűtőelem anya­ gai minden tekintetben eltérőek: - 8 pelletek eltérő gyártástechnológiajának következtében számol­ ni kell azzal, hogy a pelletek hődilatácios és rugalmassági paramétereiben is van eltérés, eltekintve a gyártási folyamat­ ból származó szennyezésektől, - a burkolat anyaga a W E R fűtőelemek esetében a Zircaioy-tól eltérően ZtNbl ötvözet, amely hődilatácios, rugalmasságtani és fémszerkezettani vonatkozásban is (pl. fázisdiagram) eltérhet a KWü anyagoktól, - a fűtőelemek gyártása soián alkalmazott feltöltő gáz minősége és a töltési nyomás egyaránt eltérő. Ennek jelentős befolyása lehet üzemi körülmények között a burkolat belső korióziójára éppúgy, mint üzemzavari vagy baleseti körülmények között a tel­ jes fűtőelem viselkedési folyamatra is, mivel alacsony töltési nyomásokon lényegesen eltérnek a burkolat felfúvódási és átégési folyamatok a magas töltési nyomások esetén fellépőktől. A fentiekből látható, hogy a fűtőelemek viselkedésének modellezése az SSYST moduláris programrendszerek segítségével W E R fűtőelemek esetén több nehézség áthidalását is igényli. Eddig ismereteink szerint az SSYST moduláris programrendszer bonyolultsága, bonyo­ lult felépítése éppen azt a célt szolgálja, hogy

alkalmazások

esetén a lehető legnagyobb flexibilitás legyen elérhető, ezért jogos az az elvárás, hogy a legtöbb nehézség leküzdhető legyen magán a rendszeren belül. Viszont már az is ismertté vált, hogy az SSYST rendszerek tervezői és kivitelezői a flexibilitást első­ sorban nem a fűtőelem típus eltérések leküzdésének céljával épí­ tették be a rendszerükbe, hanem a főcél az egyes részfolyamatok leírására

majdan készülő modulok és modul variánsok gyors és

lehetőleg hibákhoz nem vezető cserélhetősége volt. Ezért az a nagy fáradság, amellyel a rendszerhasználat, rendszer kezelés elsajátítható, nem vezet közvetlenül haszonhoz a típuseltérés leküzdésében is.

- 7 -

Eddigi ismereteink szerint a típuseltérésből többféle jellegű nehézségek következhetnek: - olyan nehézségek, amelyeknek leküzdése természetszerűen nem igényli a modulok átdolgozását, hanem csak az adatbázis és a vezérlő adatbázis átdolgozását, - olyan nehézségek, amelyek csak erősen mesterkélt módon küzdhetőek le akkor, ha a modulokhoz nem nyúlunk. Az adatbázis ter­ mészetesen átdolgozandó, - olyan nehézségek, amelyekhez feltétlenül szükséges a megfelelő modulok átdolgozása a hozzá tartozó adatbázis átdolgozása, pontosabban kidolgozása mellett. /Azaz a nehézségek leküzdéséhez minden esetben szükség van a feladatmegoldás során alkalmazott adatállományok numerikus érté­ keinek, olykor pedig még szerkezetének is módosítására./

1,2

Az eltérésekből fakadó igények a részfolyamatok modellezé­ sénél

Az SSYST moduláris rendszerek felépítése olyan, hogy az egyes fizikai, fizikokémiai és rugalmasságtani folyamatok elemzésére olykor több modul is szolgálhat. Az alábbiakban a fűtőelemek el­ térő modellezéséhez szükséges lépéseket úgy csoportosítjuk, hogy a részfolyamatok oldaláról közelítünk a kérdéskörhöz. 1.2.1

Hőmérséklet-eloszlás, hőtranszport

[3] és [4]-gyei megegyezően saját tapasztalataink is azt mutatják, hogy a hővezetés tárgyalása általában megoldható a létező SSYST modulok segítségével a W E R fűtőelemek esetére is. Ez azt jelen­ ti, hogy alkalmazhatók azo'x a fizikai és geometriai modellek, a~ melyek a ZET-1D és ZET-2D modulokban megfogalmazásra kerültek, csupán az alkalmazott eltérő anyagok hőfizikai állandóit kell az

- 8 -

adatailoiuáiiyba beépíteni

A tenyüiy menti furat awdfcliö/.eäb e

modulok segítségével mesterbéges közelítésekkel megoldható es várhatóan nem okoz numerikus problémákat. Ellenőrzésre szorul viszont, hogy a kis töltési nyomásból következő eltérő gsp-viselkedés hogyan hat vissza a hőmérséklet-eloszlás számítására. Az alsó gázelnyeld üreg hiánya várhatóan nem okoz numeric is za­ vart a ZET-1D és ZET-2D alkalmazásakor, ugyanakkor a ZETHYD mo­ dult, amely az axiális hidraulikával kapcsoltan számítja a hő­ mérséklet eloszlást, csak nagy nehézségek leküzdése árán lehet a W E R fűtőelemekre alkalmazni. Az alsó gázelnyelő üreg

modellezé­

sének egy evidens módja lenne esetünkben az, hogy axiális méretét kicsinek, pl. 1 mm-re választanánk. Ebben az esetben azonban a ZETHYD-ben alkalmazható időlépcső rendkívül alacsonyra adódik, ami feleslegesen nagy gépidő felhasználást tesz szükségessé. Ké­ zenfekvő tehát egy olyan terv, ami szerint a W E R fűtőelemek mo­ dellezése céljára a ZETHYD modult át kell dolgozni. 1.2.2

A rúd felhasadás előtti alakváltozásai

Az SSYST rendszerekben a STADEr és az AZ1 modulok szolyáinak a rugalmas alakváltozás számításába. Addig, amíg az SSYST--2 modu­ láris rendszerben e modulok alapjául a NOKA-1 program számára kidolgozott algoritmus szolgál, az SSYST-3 rendszerben a javí­ tott, a NORA-2 program számára kidolgozott algoritmus került be­ építésre a továbbfejlesztett modulokba. Az SSYST-3 rendszer ren­ delkezésünkre álló dokumentációja nem ad számot erről a változ­ tatásról, így jelen időpillanatban csak a régi verziókkal tudunk érdemben foglalkozni. A [4J-ben közölt tapasztalatok azt mutatják, hogy az axiálisan szimmetrikus esetet tárgyaló S'i'ADEt; modul mesterségesen alkal­ massá tehető a W E R fűtőelemek leírására, azaz a központi furat vele tárgyalható. Valószínű, hogy az AZI modult, amely azimutális eloszlásokat is számol, azaz a rúd nem tengelyszimmetrikus deformációit van hivatva számolni, nem lesz ennyire könnyű vizsgálataink körébe bevonni, és W E R verziójának kidolgozásához komoly software fejlesztő munkára lesz szükség.

- 9 -

1.2.3

Hasadási gázok modellezése

A hasadási gázok nyomásának számítása különösen a burkolat rugal­ mas alakváltozásának és a pellet és burkolat közti rés (gap) Ьбátviteli tulajdonságának meghatározása céljára szükséges. A gáz­ nyomás számításának előfeltétele a gázinventár ismerete, majd pedig a gázok felfogására rendelkezésre álló térfogatok aktuális méretének és aktuális hőmérsékletének szinkron meghatározása. В feladatok az SSYST moduláris rendszerekben a SPAGAO (valóságos esetben) és a PIPRE (modell-klsérletek esetében) modлlókkal vé­ geztethetlek el, a megfelelő hővezetési és rugalmas alakváltozást számító modulok eredményeinek felhasználása útján. Mind a SPAGAD, mind a Pl PRE modul feltételezi, hogy van alsó gázelnyelő üreg és nincs a tengely mentén furat. Ezen túlmenően [4] tapasztalatai azt mutatják, hogy a gázinventár számértékére a SPAGAD modul túlságosan magas értéket ad meg, ugyanakkor túl sok adatot igényel az üzemzavart megelőző üzemvitelre vonatkozóan. Ezért alkalmazása nem célszerű. A PIPRE modul alkalmazása több sikerrel kecsegtet, de mivel modell-klsérletek leírására szolgál, a W E R fűtőelemekre automatikusan nem alkalmazható. [4] önálló blokkeljárást javasol a fűtőelemek belső nyomásának számítására. Az eljárás algoritmusát is megadja. A kérdéskör ha­ zai megoldására előzetes megítélésünk szerint optimális megoldás­ nak látszik ezen eljárás átvétele és-tesztelése. Mindamellett ez feltételezi, hogy az induló állapot, azaz ebből a szempontból a gázinventár számítására hazai kezdeti feltétel számító program legyen csatolható az SSYST rendszerhez. [4] számítási apparátu­ sában ezt a szerepet a STOFFEL-1 program [8] viszi, melynek hazai megfelelője még nincs kidolgozva. Számításba jöhet a COMETHE program megvásárlása is.

-

1 *-%

аы».

»»*

•« -

W<M*JU

a*^*i*t«>«

* «eciuMibai «* bot«гк«-

• c i c k a a i a » M«balafcaak a

u^thUr-

г а а а а И т а а а к . e*i«a~.idjaaak vaa «ás i s f a j l t t i k , « M l

y

a

M f i t i «15. t« a t # M * l « a Iwelsajik».», a h o l a r«a*ál a bwrfewlattal. A cirk*aia»»vízla**ésc« a l l ax SStSf-J п а Ь м с а м а»3kr«tau» — » И » 1 * » м * » * » » * és kWifca f « l W * n a l á í a hsviw»! a eélaafc )«I«sl«a;i 1*1 * * a i r t n i t t

i*.

altar-

í*a*r«t*íaka*k

Sake*»*« fekat a « . A WvnUM иоа»1

• « r f W f ^ T « a Í T l i i l O b — c*r«ak k i . «Itacé * kW biuKoiit a*/a«í«4« a k * * * t k * z *

bér4és*k*t

«s

«a i i « u « i

i « , i « » * t k * » t as «Biféa « i f c « x

nfaaa» ta» «1 * Scflbl • f O » « t b » a és a • ! • * * * * » i * • • ! / • » hátaink M « * * t аига4> а kV-*), Ц « Д * Д ' Ч 1 — " ^ I a * * t « a i s f l l m i . ЕПамбсж-

- 11 -

1.3

Elvégzendő software tevékenyeégek

Ax előző alpontokban elmondottak alapján a következő software tevékenységek elvégzését látjuk szükségesnek jelenlegi isínéretexnk szerint az elkövetkező években: - adatkönyvtár létesítéséhez és kezdéséhez szükséges vezérlő adatfile-ok kidolgozása, - az egyes modulok továbbfejlesztéséhez, módosításához és tesz­ teléséhez szükséges vezérlő adatfile-ok kidolgozása, - a geometriai, felépitésbeli különbségek miatt szükségessé vá­ ló modul módosítások különféle software lépéseinek elvégzése. Bzen belül szükséges: - a ZETHYD hőtranszport modul módosítása, tesztelése, - az AZI rugalmassági modul módosítása, tesztelése, - a STADEF rugalmassági modul tesztelése, - a hasadási gázok számítására új eljárás kidolgozása vagy átvétele, - a hasadási gázok inventárát számítani tudó kezdeti feltétel számító program csatolása a rendszerhez, - a MULTRAN modul honosítása vagy átdolgozása ZrNbl anyagra, - új, további SSYST-3 modulok honosítása, ideértve a statisztikai modulokat, valamint az újranedvesítést számító REFLOS modult. További software munkák aktualitása a bevezetésben körvonalazott általános munkamenet végrehajtása során még várható.

2. AZ SSYST RENDSZERVERZIÓK ADATIGÉNYE Mint ezt & [2] munkánkban általánosságban már említettük, az SSYST moduláris programrendszerek felépítése és működtetése két irányból közelíthető meg: - a modulok vezérlése oldaláról: azaz a fűtőelemrúd állapotvektora valahol el van helyezve a memóriában, és egy másik helyen tá­ rolva vannak a rendszer vezérlésére szolgáló információk. A

- 12 -

rendszer meghajtó mayja végigfut a vezérlő információkon és rendre aktivizálja a modulokat. Modulok egymást nem hívhatják. Egy modul hatását teljesen definiáljuk, ha az állapotvektorra való hatását megadjuk. A vezérlő információk sora áttekinthető­ en és szemléletesen definiálj« a rendszer előtt álló feladatot} az állapotvektor szervezése és elérése oldaláról: azaz az egyes modulok valahogyan dolgozni akarnak az állapotvektoron, egy transzformációt szeretnének elvégezni, rajta. Az állapotvektor strukturáltan van a priori megszervezve, mivel az egyes modu­ loknak a rendszerbe való beépítése általában csak követi az állapotvektor definiálását (néhány kivételtől eltekintve). Az állapotvektor egyes fejezeteiből és az egész állapotvektorból bizonyos elemekhez "tartalomjegyzékek" alapján tudnak az egyes modulok eljutni. Minden fontosabb modul el van látva speciális szerkezetű adatblokkal, amelynek "tartalomjegyzék" szerepe is van. E blokk szerkezete a felelős modul számára ismert, így a benne lévő információ alapján képes eljutni az állapotvektor egy kívánt eleméhez akkor is, ha ehhez több egymásra hivatkozó "tartalomjegyzék" sorozatán keresztül vezető úton jut el. Addig, amíg az első megközelítés a külső fél számára szemléletes és áttekinthető, a második megközelítés felesleges

bonyodalomnak

látszik. Pedig ez egyáltalában nem igaz: az új modulokkal való bővíthetőség, mint rendszertulajdonság csak néhány módszerrel biztosítható, már ami az adatstruktúrák oldalát illeti, és ezek közül az egyik éppen az SSYST-ben alkalmazott adatállomány szer­ vezés. Ennek ténylegesen hátrányos oldala a már első pillanatban észlelhető nehezebb áttekinthetőség, előnyös oldala viszont, hogy az adott végrehajtandó feladathoz az állapotvektor dinamikus megszervezése a felhasználó kezében marad. A "tartalomjeyyzékek", ill. vezérlő blokkok rendszere számunkra azzal az előnnyel is járt, hogy belőlük meghatározható az adat­ igény: azaz, hgy az egyes modulok működésükhöz milyen adatokat használnak fel, ill. milyen adatokat "termelnek".

- 13 -

Eddigi munkánk során felmértük és összehasonlítottuk az SSYST-2 és SSYST-3 rendszerverziók ada'tigényét. Az egyes paramétereket jellegük szerint csoportosítottuk: megkülönböztettünk anyagi jel­ lemzőket, üzemviteli jellemzőket, geometriai és gyári jellemző­ ket, végül más számított jellemzőket. E csoportosítás szerint állítottuk össze az alábbi táblázatokat. A táblázatok "pozíció" oszlopában megadjuk, hogy az illető adat pointere milyen nevű vezérlő blokk hányadik elemében található, a "verzió" oszlopokban pedig megadjuk, hogy a verzió dokumentáció­ jában milyen függelékben található a kérdéses mennyiségről bővebb információ.

ozatviTCi лвььвигокк

I PARAMfiTET

MfRTSKSGYSfiG

VERZIÓ

POZXCIC

SSVST-2

SSYST-З

IAZ'.5

B13

ЕЮ

IK

lASTB(ll)

Bl

Bl

A szubcsatorna nyomásé

IN/m»i

IASTB{24>

Б;

Bl

Gáznyomás « fűtőelem belsejeber

iN'/m« :

IASTB(38)

Bl

Bl

Az alsó keverotér nyomása

tN/m» J

RPIPO)

Bö

B6

A rés nyomása

(N/m» J

P.PIP<2>

B6

B6

A felső keverotér nyomása

[N/m*]

RPIP(3>

B6

B6

IRAW(6)

B12

B12

i

! |Keideti felületi hőmérséklet (a burkolat külsí ' j

és belsS felüetén, illetve a pellet felületén .-

É

1 1

-

"

Az alsó keverotér hőmérséklete

tKj

RPIP(7)

B6

B6

A rés hőmérséklete

IK]

RPIP(8)

B6

B6

A felsS keverotér hőmérséklete

(K]

RPXP<9)

B6

B6

Névleee» teljesitmsny-sOrüsé*

IW/m»)

XRAND(l)

B8

B5

Normalt teljesitmény-sürOséí

t-3

IRANDO)

B8

BS

A

IMWd)

RSPA0(ISP«2)

B9

B7

Mmrmdvanyhe-teljesítmény

l-l

IRAK(2)

B12

B12

Hoforrás-sürOséx

IV/*>' )

i!íAK<3)

U12

£12

'•»ktorban termelt telje« energia

SZÁMÍTOTT JELLEMZOb

( ' - - — • •

—

•

—

-

-

PARAMETER

MÉRTÉKEGYSÉG

VERZIÓ

POZÍCIÓ

SSYST-2

SSYST-3

IASTBdO'

Bl

Bl

IAZ<7

B13

BIO

IASTB<12)

Bl

Bl

ÍA hasadási termékek koncentrációja

IASTBOl)

Bl

Bl

Résfelületek emisszióje

IAST8I35)

Bl

Bl

IHöraérséhlct a n&dus közenén. az id&léptetés kezdetén

[Tényleges hőmérséklet a nodus felületéi

ГК".

IK'

Szubcsatorna nyomásvektora

[K/m«I

IHYD<6)

B7

Bll

Szubcsatorna tömegárama

[Ki/m««ecl

IBYD<7>

B7

ВИ

Szubcsatorna kiindulási entalpiája

[Wsee]

IHYD(S)

B7

Bll

Szubcsatorna hőmérséklet-eloszlást

(KI

IRAKDH:

B8

BS

Szubcsatorna nyomáseloszlása

[N/••1

IRAMD(e)

B8

B5

RSTAO(e)

BIO

-

Korrodált rétéi hoszállltási tényezSJe Fűtőelem hidrogén-termelése

IKg]

RZIRt?)

Bll

B9

Fűtőelem goz-fogyasztása

(Kg]

RZIR(8)

BM

B9

GEOMETRIAI SS OYASI JELLEMZŐ!

PARAMÉTER

KÉRTSKHCYSÉG

VERZIC

POZICIÖ

SSYST-2

SSYST-3

[in,

IASTBU5»

Bl

Bl

iTenylegea eagaaaágoJc

la!

IASTBU61

вг

z\

|Diah Volume (

In»;

IPIPt2

E6

В6

i

UM

RPIPH)

E6

B6

tm»:

RPIP(5)

B6

B6

le',

RPIP(6>

B6

Б6

A burkolat belső térfogat*

i»»:

RPIPU3!

B6

BS

A «xubcaatorna h i d r v u l i k u * átmérője

íml

RHYO(1>

B7

B1I

D i a h - v e l u a e / p e l l e t volume

[-?

RSPAG(ISP+6)

B9

B7

Be t o l t B g a z nyoaaaa (273 K)

IN/m*]

RSPAGKISP+7)

EO

B7

A burkolat, f a l v a s t a g a a g a

lm?

IAZ(i)

B13

BIO

( T é n y l e g e s sugarai?

r

|A* » 1 * 6 k « v e r 6 t é r t é r f o g a t a |A r*a t é r f o g a t a | __ A f e l a o keverötér

JA f ű t ő a n y a g augara

térfogati

lm]

PARANBTER

KÉRT*KEGYStO

pozxcxo

VERZIÓ

HasadAsl teraek.ek forráspontja

(KI

RSPAOd

UO, pellet relativ aurOsogo

[-]

RSPAOCSP+S)

As ISP(1.,..X3P) haaadaai tereékek graswatoa-térfOgata

[a*/atomsdly)

RSPAQCXSP+IS ...

... I3P)

2«1SP)

S3VST-2

SSVST-3

B9

BT

B9

B7

B9

B7

UO, pellet poroaitáaa

1%)

XSTAO(S)

BIO

ва

A pellet, illetve • burkolat felületi érde«sége

Ca)

ISTA»<«>

BIO

BS

A fűtőanyag bBtaguláai együtthatója

ll/K)

RSTAO(l)

BIO

ВЯ

A fűtőanyag kereastaetsseti zsugorodás«

l-l

RSTAD<2)

BIO

BS

A burkolat hotéguMai együtthatója

U/Kl

ÄSTADO)

BIO

BB

A burkolat keroaataetesetl asugorodasa

l-l

RSTAX>(4)

BIO

BB

A pellet, illetve a burkolat felületi érdessége

(•]

RSTAD(B)

BIO

Bf

A burkolat (aircaloy) «OrOaége

lU/a»)

*ZXR(4)

ВП

BB

— A burkolat/goa hoétbeesatási tényes« (nedvesedé« előtt)

!*/•»«)

RRAW(ll)

B12

B12

A burkoUt/vis hoatbocsátiai tényeso (nedveaedéa utaa)

|W/a»k]

RRAWfH)

Ш

»12

A burkolat rugalaa« nyula««

1«)

lAZIBI

BIS

BIO

A burkolat Baaaoa nyúlis«

I»)

XAZ(t)

B19

по

лнтм» «ььиив ]

»АЛАНВТ»

MiftTiKtavstc

IA burkolat kaplokonr nyúlaaának soboatag'

!A raa h6atb*caata*i tanytaoj*-

VIRZIO

POX1CIC

*

IRYS1 -1

1SYÍT-3

I»/a«e:

1ASTK3S

»1

Bl

1%/ste

IASTK2«

Л»

Bl

tw/o«K

IASTB06!

Dl

в:

l*/*':

1HROM*

BS

l IA fotóanyag rugalmassági aodulusának váltosas» ja kBskoraaklottei

I

l.\ burkolat rugalaassági modulusának váltó ras» la bom*raoklotto'

(N/a«.

1НЯО(8

u:

|л burkolat ropodosl faasOltaagc

is/»«:

1HROÍ6

BS

-

|A burkolat foasultsogl nrdlaat

IK/at;

IHRO(IO)

вь

-

|A burkolat képlékany nyúlás»

IN/««'

IHROUl

B3

JA fűtőanyag faluloti foaaultaagt

IN/a»:

RHRO(1

Bl.i.

JA fűtőanyag l i n o á r i s hdtaguláai együtthatója

(l/K,

RHRO<«

ВЭ.1.

|A burkolat llnoárla hBtáguláal ogyutthatöj»

[I/K:

RHR0I7,

BS.l.

(IZKT(UIMAT)

B4

B4

) RANDID

BS

Bf

0»

I

—

|A1 1. I

I. anyagfajta tulajdonaagai - hovasoté«

(и/«к:

- fajht

(aoo/XgK 1

• sfirOaog«

Itig/a»

Sauboaatorna haátboosátáaáaak axiália alossláaa

(Wyn'K)

I

- 19 -

3. ÖSSZEFOGLALÁS Mint az eddig elmondottakból nyilvánvaló, az SSYST-3 rendszer­ verzió honosításának befejezésén túlmenően a következő tevé­ kenységeket kell elvégezni annak érdekében, hogy a W E R fűtőe­ lemek viselkedését üzemzavari és baleseti szituációkban az SSYST rendszerek segítségével idehaza modellezhessük: - lépéseket kell tenni, hogy a működtetéshez szükséges külön­ féle adatok digitalizáltan és renszerezetten a rendelkezésünk­ re álljanak, - legalább az előre tervezett terjedelemben software fejlesztést kell végezni abból a célból, hogy a feladat megoldására képes modulok és azok igényelt és szervezett kapcsolatai a felhasz­ náláskor a rendelkezésünkre álljanak, - teszteld és verifikáló munkát kell szervezni. A fenti tevékenységek azt igényük, hogy kellő nemzetközi kap­ csolatok kialakítására és folytatására legyen módunk nemcsak a rendszer létesítőivel, továbbfejlesztőivel és alkalmazóival, hanem mindazokkal, akik technológiai adatokkal segítségünkre lehetnek. Ez természetesen csak akkor lehet gyümölcsöző, ha sa­ ját kísérleti eredmények és/vagy más anyagi forrás támasztja alá lépéseinket.

IRODALOM {1)

Vigassy J.í Az SSYST-3 programrendszer és honosítása. Report: KPKI-1986-92/G

(21

L. Perneczky, J. Vigassy: Some aspects in use of the SSYST code system for calculations of fuel behaviour under LOCA conditions. IAEA Specialists" Meeting on Puel Behaviour under Accident Conditions and Acceptance Criteria. 30.09-4.10 1985. Warsaw, Poland.

- 20 -

[3]

J. LjucK. Ёх^ед. ience wi tit the ÖSiS'l с^йч in the analysis of W E R type fuel. IAEA Specialists' Meeting on Fuel behaviour under Accident Conditions and Accep tance Criteria. 30.09-4.10. 1985

141

Warsaw, Poland.

J. Liuek, D. Reinfried: First adaptations and completions of the SSiST code for analysing WWER type fuel rods. Conf: lAEA-Tc-560 02 Computer Aided Safety Analysis Warsaw, Poland, 25-29 May 1987. pp. 141-148. IAEA-Vienna, 1988.

lb|

b. Mnlang: SiMlRAN 1

A оошрчюег Code for Simul taiieous

Calculation of Oxiyei uiatributions and Temperature Profiles in Zircaloy During Exposure to High-Temperature Oxidizing Environments. Report: ORNL-5083, Oak Ridge, Nov. 1975. loj

Ь

Malany. hi iii.ui bei l^lii

- Kechenprogram MULTRAN zur

Bestimmung der llochtemperaiur-Zircaloy-W«»sserdampfOxidation in den Brennstabhüllen wassergehühlter Reak toren.Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH, Karlsruhe, Juli 1983. PNS Nr.-750/83, 1RB Nr-439/83. I/i

béjLji К.: Javaslat az üzetv^avai. elemzésekben figyelembe veendő folyamatokra, kiinduló adatokra és feltételezé­ sekre. ERŐTERV, I. Iroda-NTO, 107007, 1984. Dec. Budapest.

Ю)

ú. leinfried: Benutzungbhinweise für das Brennstabrechenpugramm STOFFEL-1. Rep.: ZfK, June 1984. Rossendorf.

MELLÉKLET

A

M U L T R A N ISMERTETÉSE

MODUL

AJ"'»-TRAN MODUL ISMERTETÉSE

1. Bevezetés A modul

célja a

zircaloy oxidációjának leírása. Az eközben

lezajló folyamatok eredménye a fázisdiagramon követhető. A fázisdiagram tanúsága sze­ rint a előbb

zircaloy a

ß-o

melegítésekor

átalakulás

megy

végbe, majd megindul az o-fázis oxidációja. A fázisdiagra- alapján meg­ szerkeszthető а W M J» t i í» И 7» SiwtriliffkMMMriNM I *» *A)

hez tartozó

Т hőmérséklet­

egyensúlyi

réteg-

struktúra ábrája. Eszerint mind

Obtfftlch«

a 0-, mind az o- és oxid-réteg­ ben jól

definiált

centráció profil

oxigén-kon­ alakul

diffundáló oxigén VMtalMr

határrétegben centráció

az

ki

a

hatáeára.

A

oxigén-kon­

ugrásszerűen

válto­

zik. A program

egyensúlyi és

ahhoz közelálló,

csaknem

izoterm

oxidáció leírását szolgálja. Elhanyagolhatónak tekinti az oxidré­ tegben, az

oxidáció során

valamint a

hengergeometria

dolgozik. Ezzel

fejlődő hö okozta hőmérséklet-profil, ezerepét;

az egyszerűsítéssel

egyszerű

síkgeometriával

részint gyorsul

a

program

futása, részint pedig lehetővé válik az illesztés más kódokhoz. Л program

felépítésénél arra törekedtek, hogy n modell tet­

szőleges számú és az oxidáció lefolyásától függő vastagságú rétetf képződésével Járó

folyamat leírására

legyen alkalmas. Ez bonyo­

lult oxidációs mechanizmusok tárgyalását is lehetővé teszi. Л reakciók leírásakor döntő a leglassúbb részfolyamat megke­ resése, mert ez határozza meg az egész folyamot kinetikáját.

- 2 -

Л z i r c a j o y h o z h a s o n l ó többrétegű rendszerekben kétféle h e t e ­ rogén folyamattal kell s z á m o l n i : - a g á z f á z i s felöl k i i n d u l ó , s z i l a r d / g á z reakcióval - a

s z o m s z é d o s szilárd

rétegen á t d i f f u n d á l ó

oxigén

által

keltett r e a k c i ó v a l . A kétféle de még

folynnatnak mind а m e c h a n i z m u s a , mind s e b e s s é g ü k ,

scbcsségmeghntározó részfolyamatuk

is

eltérhet.

Emiatt

g y a k r a n a l k a l m a z n a k nagyon bonyolult m é r é s t e c h n i k a i , m e c h a n i z m u s ­ vizsgálati és s z á m í t á s t e c h n i k a i m ó d s z e r e k e t . A Multran a m o z g ó határfelületek v i z s g á l a t á r a alapozza e l j á ­ rását. A

folyamat leírását a z o x i g é n - m é r l e g h e z k ö t i . Abból

ki, hogy

az egyes

érintkezik -

indul

h a t á r r é t e g e k e n - ahol tehát egynél több fázis

a fázisdiagramnak

centráció uralkodik.

m e g f e l e l ő egyensúlyi o x i g é n - k o n ­

Ezért m e g h a t á r o z z a

az egyes

d i f f u n d á l ó oxigén k o n c e n t r á c i ó - p r o f i l j á t , és

rétegekben

a

a jiindenkorí r é t e g ­

határt arra a pontra helyezi, ahol a k o n c e n t r á c i ó a fázisdiagram­ ból k ö v e t k e z ő és kilépő

értéknek m e g f e l e l . Az o x i g é n - m é r l e g alapján, a b e -

oxigén-áramok és u hőmérsékletnek megfelelő egyensúlyi

k o n c e n t r á c i ó figyelembe elmozdulásának

vételével

állapítja

meg

a

határréteg

mértékét.

A Nult.ru:. számításai az alábbi m e g f o n t o l á s o k a t követik: 1. Az oxigén d i f f ú z i ó s k o n c e n t r á c i ó - p r o f i l j á n a k 2 . Határrétegek 3. H a t á r r é t e g e k

számítása

határfeltételei vándorlása, azaz a rétegek vastagodása vagy

vékonyodása 4. Az

á l l a n d ó a n változó vastagságú rétegek rácspontkiosztá­

sának

számítása

4 a . A megváltozott vastagságú r é t e g b e n a koncentráció-profil interpolálása 4b. A

m e g v á l t o z o t t rácspont-számú

profil

rétegben a k o n c e n t r á c i ó ­

interpolálása

5. I d ö l é p c s ö - v e z é r l é s

2. A .konc e p t rá с i ó - pro fii. в zám í t á s a

A Multran

alapvető feltevése, hogy az anyagtranszport

h a t ó a diffúziós e g y e n l e t t e l :

leír­

-

— —

S

J -

«

III

X*

T

s

Ifte-C*

* *

'/•^-3

^-uK

*<"•

I

» — »

'..•%•«:

**»*•

»

C

• SI

r •

e

e

» T f •»

4^lW-

*

*s

«rW

- « t a l á l a t t a l j ó t egyesé eredaényeket a d . Gyors lehűlés esetén azonaaa r e l a l b e c s i i i i

• • j - s i r c e l o y réteg vastagságát. A* i l y e n , nea-

a g j a w s i l y i állapotokat

• Hűltran

ne« a o d e l l e s i ,

a határfelület

* H alawlaatas as egyensúlyi koncentrációkat r e n d e l i , a Mindenkori I t a l U l k l e t — a aegralalaaa. f a a t i a h k a l aasahaagbaa a f a l f e l ü l e t é n ia egyensúlyi á l l a p o ­ ta« t a t a i é *

f e l . faára a l a j a a határosra a«« a f a l b a belépő o x i F

•iaaWaaakat. E tárgyalás lehetővé t e s z i , hogy k o r l á t o z o t t oxigénalláVtaat i a

rigyeleaae vegyen

a aodell.

- a leleteti

«»igen-kúa^extrációk

- SMÁÍaáli*

oxigén-áraaok; с

Az

alábbi

aaxi*>u«*k

feltételek

túllépésénél

a

• r a g r a » csökkenti a f e l ü l e t i koncentrációt; felületi

sxigéa-áreaok; eze»

aegadásakor

a

felületi

aeaeeattáwiék aea adhatók ne*, hanaa a ssáa»laa eredaéa y e i lesznek; as tatafcai f e l i é t « , !

szél»o*é«es eseteként

a

felületi

• x i é » c s e r é t k i iehct z á r n i . v

a. M k « i * i ( « l « l . t t i i

a m»l%a«m J*. artfctn

tbvlлл*»ш

** « u * »

a» f«t* «с. icgLOi iwd«.l k i . heg*l i * | > i t -

«v»,igé»ár»aofc tépjek be és ki a« egye* recegekte, i l ­

lat«.« rétegekké*!,

s hagy

« • e t l e « a>egv*lte«4»tt aaaCráeiéaa».

К két.

«»ekkora oxicéaaen.iyieég

asükségea

as

heWiséklétnek a e g f e l e l o ú j egyensúlyi koné r t é k különbsége növelheti a réteg vastag-

aageU. * » l i f t ! • i t * ' * Л aaaéraéfcUtkag tartozó egyenaulji oxigén konaaa^réeié « s é - i t á a a hagyea as

Ш racaaeatkaa C . , i l l e t v e C *

az alacsonyabb, i l ­

l a t a « a aweaaaaa kaaérsékleth«s t a r t ó s é oxigén-koncentráció.

- 5 Elég

rövid

Дт.

idölépéat

vá­

lasztva, az oxigén-tartalom nö­

Q."

vekedése az

egységnyi kereszt­

metszetű, Дх hosszúságú térben:

€,.•

C„* ДОт = Дх |^-

- С,

]•

&Х)

Дх» От =

a fázishatáron pedig

(C *

(Ci, « -Ci . n ) +

itn

B

2

(4)

-C n) it

2

oxigén-mennyiség szükséges tehát ahhoz, hogy a fázis­

Ez az

határon beálljon

a magasabb

hőmérsékletnek megfelelő egyensúlyi

koncentráció. Л

ДОт

oxigén-mennyiség

Fluxi, illetve

az onnan

forrása

a

határfelületre

áramló

távozó Fluxj oxigénfluxus, melyek a (2)

egyenlet alapján írhatók fel: Di Fluxi =

(Ci , n-i -Ci , ) я

Дх|

Fluxj =

(Cj,«» ~Ci , m )

ДОг = Fluxi - Fluxj Az érkező

és távozó

(5)

fluxus, valamint a termikus egyensúlyi

koncentráció beállításához

szükséges

oxigénmennyiség

egyenlege

•zabja meg a fázishatár eltolódására, azaz pl. a réteg vastagodá­ sára

szolgáló oxigén ДО mennyiségét: (6)

ДО = ДОг - ДОт Л kövntke/.ft

lépés nnnnk

mcgóllopításn, hogy

n До

oxigén­

többlet mekkorn rétegvastagság-módosulást eredményez n határfelü­ let két

oldaliSn. Ennek

meghatározásához oxigén- és fett.-mérleget.

kell feJállítani. Л Дт idölépés után:

- Б -

О

= Дх. Ci + AxjCj * ДО, ahol

d

=

(7)

Ci . и. i* • Ci . м« és 2

d -

Cj , ,» + Cj ,* t

2 A f'ómtar talmat az alábbi egyenlet irjb le. M = Axi 8NI + A X J S H J

ahol

(8)

Ям! és SHI аг í és j rétegek fénisurUségei, Дх| és

Дх., a rétegek térfogata, 1 cm* keresztmetszetet

vizsgálva. A*

oxid-

utDiNüúl^Bnak és

vagy

otvözet-réteg

í'émbUáUsége

a

cirkónium

az еку mól cirkóniumnak megfelelő tömegű ötvözet

vagy vegyület térfogatának hányadosa. Az oxigénfelírható, ekkor

ев fémmérleg

a határréteg

elmozaulása után

is

az i réteg vastagsága в»-vei nti, a j rétegé Sí­

vel csökken:

Aa

ü»

= l^xi +6, )Ci

M«

= (Дх, +öi )SH.

eltolódás

+

előtti

(AXÍ-6J)CJ

(9)

• (AXJ-SIISH,

és

utáni

(10)

oxigén-

éb

í'émtartalmak

cgycnlÖeK, ezért ДО = в» Oi

6jCj, illetve

bi BHI -- 6j SMÍ

és

До 6, =

U') 8

_ _ *» C» - Cj

6 i>oüitiv lettig

e l ő j e l e a r é t e g vastagodására, a negatív e l ő j e l a

íogyásár« u t a l .

- 7 6. A rácspont-kiosztás számítása

A Multran minden réteg rácspont-kiosztását külön számítja. A pontok számának meghatározását külön kritériumokhoz köti. Kétféle interpolációs eljárást aszerint, hogy toztatni a

alkalmaz a koncentráció-profil leírására»

a réteghatár eltolódása nyomán meg kellett-e vál­

pontok számát,

egyszerű lineáris

vagy sem.

Megmaradó pontszám

esetén

közelítést használ (a pontok helye természete­

sen ekkor' is változik, mivel a rétegvastagság nö, a pontkiosztás pedig

egyenközü).

A

pontszám

változásánál

az

általánosabb

kvadratikus formulával számol. Az egy rétegben levő pontok вzárnának meghatározása A pontszám

minimális és

által megadott

maximális

paraméterek szabályozzák.

maximális pontszámot

határozza meg,

rácspont-távolságot,

melynél

értékét Az

NMAX

a

felhasználó paraméter

a

a DX3 paraméter pedig azt a

nagyobbhoz

legalább

három

rácspontnak kell tartoznia. A rácspontok fenti korlátok közötti számának meghatározása a koncentráció-profil gradiensének vizsgálatával történik. A réteg­ felület környezetében dosnak és

kell összehasonlítani a differencia-hánya­

a differenciál-hányadosnak a rétegen felvett értékeit.

Az eltérésnek egy előre megadott BPS pontossági kritériumon belül kell maradnia:

C

Ci

2

Дх - 1

[—] L dx Jx=0

< EPS

(12)

- 8 A di 1* forom-iá I hányados meßhatarozasahoz parabolával közeli­ ik a kom entineió profi lt. Az áj talúnos y=ux*+bx+c egyenletet az Xi és X2 pontokra irjuk fel: Ci = аДх

а

+ ЬДх + С»

Cj = 4аД\

4

л

+ 2ЬДх + Ci ,

melyekből az a és b paramétere­

•k

ket kifejezve

Лх

az alábbi össze­

t

függés adódik:

(,(-.)-

*i

•

x Дх

x* (

l гк.\ .l^i

0 5Cj)

¥

( C i -2СЧ »Cj /

(la)

2Дх*

»vi tri oil d e i i . .П á t i á

лj


* = U helyen:

i.l i; ,

A

1

dx

A*

Lu I >• iiJa.l. i.

i <JI e K h e i . í r u i i

i l í t r . i с i ií 1 h á n y . и о н

I )

a

(Hl

ü • bCj )

á i f 1 t:i e n o í a - h á n y a J o . - ,

es

a

viszonya: C,

Ivtili >|j(

5 i . i * ^i-2

-

C, < 15)

-

- 1 . 5 C i + 2сг - O . ő C : .

л jjijttuKluii £

] ~,

N,

2

Í e »tiihatár

> N-i,

3

esetéie

аь

UGuAD(2)

-> N-/5 i n d a x - c & e r é x Od

i

-

kell

iiiri/.ani H a s a n e ; ,

végrehajtani:

CN

(16)

KüiíAI>( 2 ) 1 . ftC», + 2 C N - 1 - 0 . 5 C N jrii.rt,,.'j.ia L a Mi. 1 t i a n

(KilliAlX f )

1|

slil Ь,

jU!iliA!)|Z)

I |

iKl'S

к

akkoi- nö' и I i

etfg>ul,

acm uv:

f t. 1 I i . i c l

II,,ill

ti

Ijl.Bli)

ha

ÖL in л-/.

- 9 Ha mindkettő kenthető-e a

teljesül, akkor

meg kell vizsgálni, nem csök­

réteg rácspontjainak

száma. Ehhez

а megnövelt Дх«

ponttávolságnál adódó RGRAD(l)* és RGRAD(2)« ismerete szükséges. Mivel a rétegvastagság nem függ a rácspontok számától, igaz, hogy Дх«(Ы-2) = Дх(Ы-1) azaz az

(17)

eggyel csökkentett pontszám alapján számolt rétegvastag­

ság a régivel azonos. A (13)

egyenletből Ci*

pontra az

alábbi érték

adódik, as

х=Дх» helyettesítéssel:

Дх» C » :Ci

Дх»»

+

x

(-1.5Ci+2cj-0.5Cj ) • Дх

(Cj-2Ct+C ) s

(18)

2Дх*

Ci »-Ci Ebből a

differencia-hányadost kifejezve és a (15) Дх»

egyenletbe h e l y e t t e s í t v e : Дх«

Cj-2Ci+Cj

RGRAD(l)* = 1 •

, 2Дх

-1.5CI+2CI-0.5CJ

N-I

Ci-2Ct+C»

N-2

3Ci-4Cf+Cí

(19)

i l l e t v e a (17) révén: RGRAD(l)* = 1 +

Ugyanez

a

(20)

kifejezés

a

Jobboldali

határfelületen

is

felírható:

RGRADU)«

N-I

Си-2Си-1-Сц-2

N-2

3C -4C».i+Ci(-í

= 1 +

(20) w

- 10 A Hultran a rácspontok csökkentését ss |RGBADU)-1{

«0.9EPS

és ss

|RCRAD(2)-1| S0.9EPS •ékes köti.

feltétel«» ugjidtjd i s l ) o i U

A 0.9 ssoizót s tul skori pont«xám~váltbztatás el­ K/

kerülésére véseti be. 4a. A koncentráció ptofil iateri>oláláaa »altfcsatlan pontszám •setén Hint majd

az 5. pontba részleteszük, as integrációs idölép-

%imő megválasztásának tgyik kritériuma, hogy egyetlen lépcső során egyik határfelület ságnak és

elmozdulása se

egy előre

haladja «eg a rácspont-távol­

aegadott CSHAX

paraméternek a szorzatát. A

D8HAX célszerű értéke 0.01 és 0.25 között van. Aeikor a rácspontok száma nem változik, caupáft helysetük mó­ dosul, ez

a feltétel

mértékű legyen.

gondoskodik arról, hogy a változás szerény

Ilyenkor jogos

a lineáris

interpoláció haszná­

lata:

C^

ói* - u„

t

i.'•» i •

fc

(21)

2Дх

*

ь

*

ho.icei.ttauio pufii tntafuoiációja

változó

poutsaáa

esetén Amennyiben a

réteg vastagodása

következtében a

rácspontok

- 11 ssáaa is •1к*1м>.

elváltozik,

•

Huiträn

kvadratikus

A rét*«

interpolációt

bal oldalán,

az

x=e4

helyen a d=Ci-i helyettesltés»*1 as

alábbi egyenlet

Irhato

fal a (13) analógiájára:

«1*

61

Ci =C -i+ t

(-3Ct-»*4C«-Ci.i ) • — — (Ci- -2C .*Ci,i ) 2Дс 2Дк» l

(22)

l

illetve a 6a helyen, a rétef Jobboldalán: 6B

6I»

(-3Ci,i+4C»-Ci-i )•

CJSCI.I*

2Дх

(CL»I-2CI+CI..I

2Дх

(23)

)

а

S. Aut.oemtifcus idolépcso-vezérlé»

A axáaltáa sxintfl DTPROB

idO-léptetése

két

szinten

problémaidA-iépcso alatt

határfeltételek változatlanok

«aradnak.

történik.

A

felső

mind a geometria, nind a A

DTPSO*

kiválaastáaa

három felhasználói paraaéter alapján történik: a) A

DSHAX limitálja * határfelületek eltolódásá­

nak aértékét. Rétegek keletkezésénél és eltűné­ süket megelőzően rácsosstás helyett a DSHAX ér­ téket veszi figyelésibe a program. b) A DTEMP limitálja a hőmérséklet-változást. c) A GAINM limitálj« az oxigén-felvételt.

- 12 A« idő-vezérlés

alacsonyabb szintje

a

ko.icentráció-profil

integrálásánál használt Дт, melyre a Дх» AT

< 2D

stabilitási кг i téri un meg kell

ek vényes. /\i-t

határozni úg*,

legyen, és Д Е a

hogy •

miude.» réttgre Wúiöu-külön

stabilitási kritérium

fölérendelt DTPSOB

időtartamba

érvényes

naradéktalánul

beleférjen.

6. Összefogkaiá»

A Hiiltrati a fémfelület

noJ a Jiíiu^iób »ui,u Л и

fiK/tleaDc \e»e ti ja. it

oxidációjának folyamatát. Legfontosabb bemenő fiai­

kat adatai: az oxigén diffúzió-állandója az egyes rétegekben, il­ letőleg az

ennek hőmérséklet-függését

számító algoritmus, vala­

mint a fém-oxigén fázisdiagram alapján nyert egyensúlyi hőmérsék­ let - koncentráció adatok az egyes rétegek felületén. Fentiek alapján a program «üködése így foglalható össze: 1. A

Multran a

kuncentráció-profil számításakor

Pick

11

törvényéből indul ki. Az egymásra rétegezett oxid- és fém-fázison belüli oxigén-diffúziót

leíró differenciál-egyenletet

differen­

cia-egyenletté alakítva oldja meg, а réteg rácspontjaihoz rendeli a koncentráció-értékeket. 2. A koncentráció-változás kiszámításához egyensúlyt tételez fel а

határfelületen, és az oxigén- és fém-mérleg alapján megha­

tározza a

koncentráció-emelkedést, azaz a réteghatór eltolódását

eredményező többletet.

Ily

módon

az

aktuális

pontkiosztáshoz

Meghatározza а Дт eltelte utáni profilt. 3. Az

új profilhoz

új rácskiosztást

illeszt, melyet

vagy

lineáris, vagy kvadratikus interpolálással határoz meg, aszerint, hogy a rácspontok száma változatlan maradt e vagy aem. 4. Az

új rácskiosztáshoz ismét meghatározza в koncentráció­

profilt és az 1

ponttal folytatja a számolást.

The issues of the KFKI preprint/report series are classified as follows: A.

Particle and Nuclear Physics

H.

Laboratory, Biomedical and Nuclear Reactor Electronics

B.

General Relativity and Gravitation

I.

Mechanical, Precision Mechanical and Nuclear Engineering

J.

Analytical and Physical Chemistry

K.

Health Physics

L.

Vibration Analysis, CAD, CAM

C.

Cosmic Rays and Space Research

0.

Fusion and Plasma Physics

E.

Solid State Physics

F.

Semiconductor and Bubble Memory Physics and Technology

M.

Hardware and Software Development, Computer Applications, Programming

G.

Nuclear Reactor Physics and Technology

N.

Computer Design, CAMAC, Computer Controlled Measurements

The complete series or issues discussing one or more of the subjects can be ordered; institutions are kindly requested to contact the KFKI Library, individuals the authors. Title and classification of the issues published this year: KFKI-1988-01/A L. Diósi

On the motion of solids in modified quantum mechanics

KFKI-1988-02/D Bakos J.

Thermonuclear plasmaphysical research in the Central Research Institute for Physics (1986-1987) (in Hungarian)

KFKI-1988-ОЗ/Б A. J á k l i e t a l .

A special shear method of alignment for smectic liquid crystals

KFKI-1988-04/A L. Diósi et al.

Restoration of 2~n° inclusive distribution from observed 2-y data

KFKI-1988-05/A L. Diósi

Continuous quantum measurement and ltd formalism

KFKI-1988-06/E G. Konczos et al.

Amorphous alloys bibliography 1984-1987: papers from the Central Research Institute for Physics /Budapest/ and cooperating institutions

KFKI-1988-07/E L. Gránásy et al.

Superconductivity without rear earth metals in pure and Fe dopped Bi-Cu-Sr-Ca oxide systems (in Hungarian)

KFKI-1988-08/B В. Lukács et al.

Galaxy formation from terid inflation

KFKI-1988-09/E I. Furo et al.

Fluctuating electronic magnetic moment in TfBa-CUjOg : an NMR and NQR study

KFKI-1988-10/M A K . Sdaa et al.

The analysis of the alternating bit protocols

KFKI-1988-11/M R. Wittmann

Introduction to Milner's Calculus of Communicating Systems

KFKI-.1988-12/E A. Rockenbauer et al.

Magnetic field dependent microwave absorption in the multiphase Bi-Sr-Ca-Cu oxide system

2

KFKI-1988-13/M N. Barbuceanu et al

KlU.: Л layered knowledge processing architecture able to enhance Itself

KFKI-1988-14/B L. Diósi et al.

Mapping the van der Waals state space

KFKI-1988-15/E L. Mihály et al.

Experimentál studies on high temperature superconductors

KFKI-1988-16/M P. Ecsedi-Tóth ei dl

The LOTOS specification language /in Hungarian/

KFKI-1988-17/A A. Frenkel

The reduction of the Schrödinger wave function and the emergence of classical behavior

KFKI-1988-18/E N. Kroó et al.

Dec<jy time measurement of surface plasmons on silver gratings

KFKI-1988-19/A P. Hidas

The inclusive production of the ~~ particles in 280 GeV/c muon-proton interactions

KFKI-1988-20/A Т. Dolinszky c<- ii ,

Л new class of analytically solvable quantum scattering problems

KFKI-1988-21/A L. Diósi

Localized solution of simple nonlinear quantum Langevin-equation

KFKI-198Ö-22/E H. Kuzmany et ai

Oxygen induced phase changes in VBa2Cuj0(, 5. Transport, structural and sptctoscopic evidenct

KFKI-198Ö-23/E К. Tompa et al.

TV. NMR spin echo investigations in multiphase Tf-Ba-Ca-cu oxide superconductors

KFKI-1988-24/G R. Kozma et al.

Experimental study of the field-of- view of neutron detectors towards thermohydraulic perturbances

KFKI-198Ö-25/K K. Fodor-Csorba ÜL

Structure-activity relationship studies on the antidotes of thiocarbamate herbicides /in Russian/

KFKI-19bb-26/D D.N. Vundev et Л ,

Measurement of the absorption coefficient and index of refraction of templene in th* submillimetre wave range

KFKI-1988-27/E B. Sas et al.

Thermoelectric power and anisotropic magnetoresistance of Fe-TM-B-amorphous alloys

KFKI-1988-28/M S. Wagner-Dibuz

Protocol consultant, an expert system for protocol engineering

KFKI-1988-29/E L. Rosta

Neutron physical properties of a multidisc velocity selector

KFKI-1988-30/A B. Kämpfer et ai

Anisotropic nuclear matter with momentum-deptndtrit interaction E v i d e n c e for F e.4+ i n YBa ( C U J ^ M J J ) э 0 _ (M= Co, ' ' F e >) ) by aabbs o r p t i o n and e m i s s i o n Mossbau er spectroscopy

KFKI-1988-31/E L. Bottyán et al,

f

57

4

2

7

у

KFKI-1988-32/C K. Szeg6 et al.

Surface and dust features seen on the nucleus of Comet Halley

KFKI-1988-33/C K. Szegő et al,

Dust photometry in the near nucleus region of Comet Halley

KFKI-1988-34/G,M B.K. Szabó

Part-task simulator for a WWER-440 nuclear power plant subsystem

KFKI-1988-35/E P. Jani

Time-interval statistics for laser Doppler anemometry use. (in Hungarian)

KFKI-1988-36/J G. Nowotny et al.

Analytical methods used for determination of heavy water concentration

KFKI-1988-37/M Abdulmagied K. Sdaa

Development and Structure of a DLL with a new DECISION TREE approach for Protocols

KFKI-1988-38/A L. Diósl

Landau's density matrix in quantum-electro­ dynamics

KFKI-1988-39/B Z. Perjés

Parametric manifolds

KFKI-1988-40/A V.B. Beiyaev et al.

Dynamics of the fusion reaction in the dt]x~ system

KFKI-1988-41/E Z. Gingl et al.

Local structure of icosahedral quasicrystals

KFKI-1988-42/E J. Kollár et al.

Quasiperiodic lattice model in two dimensions

KFKI-1988-43/E P. Jani

Comparison of time interval statistics with auto-correlation date gathering techniques in laser Doppler anemometry (in Hungarian)

KFKI-1988-44/G A. Gács et al.

Instructor support and malfunction handling in the WWER-440 basic principles simulator

KFKI-1988-45/D L. Csillag et al.

Linewidth studies on the 469.4 nm Kr transition

KFKI-1988-46/G J.S. Jánosy et al.

Modelling approaches for a basic principles simulator for WWER-440 (PWR) Nuclear Power Plants

KFKI-1988-47/G Gy. Ézsöl et al.

Analysis of consequences of steam generator collector rupture. Plant analysis with the RELAP4/MOD6 code based on PMK-NVH test results, (in Hungarian)

KFKI-1988-48/G L. Szabados et al.

Analysis of consequences of steam generator collector rupture. Computer code analysis and interpretation of PMK-NVH test results, (in Hungarian)

KFKI-1988-49/E Gy. Zsigmond et al.

Cold neutron source at the Budapest WWR-SM reactor (in Hungarian)

KFKI-1988-50/M L. Ungvári

State-oriented analysis of connection establish­ ment phase of the data link control protocol LAPB (in Hungarian)

KFKI-1988-51/E L. Potocky et al.

Metallic glasses cast in magnetic field

KFKI-1988-52/E L. Potocky et al.

Surface coercive force of some metallic glasses

KFKI-1988-53/E D. Huber et al.

Influence of the field induced doping effect on the density of states in highly doped n-type a-Si:H

KFKI-1988-54/D J.S. Bakos et al,

Tokamak edge plasma investigation by laser blow-off

laser

KFKI-198B-55/A L. D i ö s i

ffcj.i 1., roc u n i v e r s a l r e d u c t i o n o f quantum f l u c t u a t i o n s

KFKI-1988-56/B В. L u k á c s

Once more a b o u t e c o n o m i c e n t r o p y

KFKI-1988-57/A J . Révai

A model f o r s t u d y i n g t i m e depend.» .1 .|u^>.tu* m e c h a n i c a l p r o c e s s e s a n d i t s a p p l i c a t i o n fo» quasi-stationary states

KFKI-1988-5Í>/H A. F a r k a s e t a;

A s h o r t p r e s e n t a t i o n o f SSADM i S t m S y s t e m s A n a l y s i s and D e s i g n Method) ( i n Hungarian)

KFKI-1988-59/A В. Kämpfer

E q u i l i b r i u m f l a v o r d y n a m i c s d u r i n g th-.- C » M . I C confinement t r a n s i t i o n

KFKI-1988-bO/M M. T ö r ő

'№•• a n a l y s e o f t h e d a c a l i i . k LAPb ( i n H u n g a r i a n )

KFKI-1988-bi/G I , Tóth e t al..

7.4% cold-1-Mj brcafe c a s t On t i i - I'MH c«_st f a c - . i l i t y w i t h o p e r a t i o n ^f i h e conn-, c t i o i . i i = . , b e t w e e n h o t av.d c o l d l e g s ( i n H u n g a r i a n )

KFKI 19t>« b-í/í. V.JIJ .

Fodorovi

. t

«aci^^coyic

tareu

iay<_-t \-c> t o c o l

ManUolflli.m f í r í i l o u ü i s c a t t e r «no. s i _ r t i ^ s on л C.i-dopod •"•ado 1 inium-Ga 11 i t « G-irnot menocrystnl

KFKI I -jav ь s/G Th. Uandurr;ki и

t X f i t r i r K : i - > .
Kl'к i

t'ei.i-кПс d i s - ' i •_ > oisf. lii t.i._ МГ-I ivr..«.

3.

j 7-1 ;3 Ь4 jo

l iiVClJl ly.'tt l . I i

it 'iiCf- rent c o o l i n g a g e n t •'in Hun'inr i.» )

-_.H

i.»-ir

,.;,.

Ill

,

lev-;'';

Zoletnik

KFKI- I'-iati-b'ijC h. Pcrnec/k\

ii t»>l i . i í a i i i i i / H «•-• reactoi" j . i f e i / i i . ú l v s i r . < »n i'.ur.-jar i."»ni

KFKl~198ö~66/G К . Кr ini i у

i)i nc;no5t Í C S o f e o r a b a r r e l m o t i o n ttasc-j 'J--. • •..ÍJ a c t u a t i o n s » o f t h e o u t - o f - c o r e i:>nis.it • n chambers s i g n a l s , ('i'he program CBH) i í n !•''»• , • i.»>

Kvкi Í yae-о7 ч;

M o n i t o i i r >} t h e K n i e t i o n i n g o f d e t ^ o i o r : ; ar.l ipeaKiuinq HnRb ( i n Hungarian*

S.

Kiss et а ] .

KFKI--L9di?~68/G Е. IJiró et al.

l'hermohydtauiic c a l c u l a t i o n s of t v p e r e a c t o r on c o r e l e v e l ( i n Hungarian)

m e irfVíiü.-i ••*«•'.

KFKÍ-19dtí- t>9/G L. M a r ó t i e t a\

The j o i n i n g o f Cv>d*_ i.'ORRA t o t h e PEwi tyi-e boundary c o n d i t i o n s ( i n Hungarian)

KFKI-1988 7 0 / G Gy. G y e n e s

Л numerier. 1 s t u d y of t h e r a d i a l t e n n f f i t u . d i s t r i b u t i o n in t h e r e a c t o r f u e l type *ft:F( i n Hungarian)

KFKI-1988 7J/Л K. x ó t h e t a l .

Radiative correction to e l i c t r o i - n e u t r i n o c o r r e l a t i o n i n lambda 0 - d e c a y

KFKI-1983-/2/G I . Molnár e t a.

A d a p t a t i o n of t h e SSYST-3 c o d e t o r WWt.;l U - J C I D I Ü . I . Preliminary s t i d i r s . (in llunganar)

»••