Наиболее актуальным при обосновании безопасности является вопрос расчета температурного режима в активной зоне. Программа КАНАЛ предназначена для расчета процессов в активной зоне ВВЭР при известных граничных условиях (давление, удельная энтальпия, концентрация борной кислоты на входе и выходе). В модуле КАНАЛ активная зона моделируется несколькими параллельными каналами (до пяти каналов), при этом считается, что тепломассообмен между каналами отсутствует. Программа обеспечивает возможность расчета параметров с учетом неравномерного распределения расходов теплоносителя по каналам и изменения направления потока, а также с учетом возникновения пароциркониевой реакции в оболочках твэлов и блокировки сечения канала при деформации твэлов. Программа моделирует процессы возникновения кризиса кипения на оболочках твэлов и процесс повторного смачивания оболочек твэлов при повторном заливе активной зоны и расхолаживании, позволяет проводить расчет перегрева оболочек в условиях закризисного теплообмена.
Ниже приводятся допущения программы КАНАЛ-97:
- активная зона представлена системой параллельных каналов, объединяющих твэлы с близким уровнем энерговыделений;
- уравнения для определения параметров теплоносителя в канале записаны в одномерном приближении, в допущении, что стенки канала жесткие;
- теплообмен между теплоносителем и элементами внутрикорпусных устройств реактора (в частности, между теплоносителем и чехлами кассет) не учитывается;
- теплопроводность в аксиальном направлении в теплоносителе, конструкционных материалах и топливе не учитывается;
- значения местных гидравлических сопротивлений в кассетах, обусловленных наличием дистанционных решеток, распределены равномерно по длине тепловыделяющей части активной зоны;
- изменение объемов ячеек, а также взаимное влияние твэлов при деформации оболочек твэлов учитывается только через изменение коэффициентов гидравлического сопротивления канала;
- перетечки теплоносителя между различными каналами не рассматриваются;
- при расчете термодинамических параметров теплоносителя не учитывается изменение кинетической энергии потока;
- не рассматриваются эффекты, обусловленные сжимаемостью теплоносителя (распространение волн давления в канале);
- при поверхностном кипении теплоносителя пар имеет температуру насыщения, процесс вскипания насыщенной воды полагается термодинамически равновесным;
- борная кислота в объеме активной зоны переносится только жидкой фазой, максимальная концентрация борной кислоты в потоке равна концентрации насыщенного раствора, которая полагается постоянной в течение всего процесса. Процесс кристаллизации борной кислоты при выпаривании теплоносителя не рассматривается;
- коэффициент проскальзывания пара определяется по стационарным корреляционным соотношениям, либо его значение задается пользователем программы в исходных данных и полагается постоянным в течение всего процесса.
В каждом канале по высоте обогреваемой части выделено до 11 равных по длине участков (ячеек), а также входной и выходной необогреваемые участки.
Как отмечено выше, активная зона может быть представлена пятью каналами, один из которых моделирует протечки (канал без твэлов), а один моделирует горячий канал для нахождения наихудших условий в активной зоне реактора. Горячий канал предполагается состоящим целиком из наиболее теплонапряженных твэлов с максимальной линейной тепловой нагрузкой. Локальный удельный тепловой поток с поверхности твэла в горячем канале определяется по тепловой мощности с учетом коэффициентов неравномерности распределения энерговыделения и инженерного коэффициента запаса на расчет локального теплового потока.
