Modeling Watts Bar 1 multi-physics benchmark with ODYSSEE code package
2024 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE credits
Student thesisAlternative title
Modeling Watts Bar 1 multifysikriktmärke med ODYSSEE-kodpaket (Swedish)
Abstract [en]
Simulating nuclear reactor behavior poses significant challenges due to the complex interplayof neutronics, thermal hydraulics, and reactor geometries. This thesis focuses on assessingthe performance of the ODYSSEE code package in simulating the evolution of a PressurizedWater Reactor (PWR) core, particularly with respect to the Westinghouse Watts Bar NuclearUnit 1 (WBN1) benchmark. The study investigates ODYSSEE’s ability to handle variousreactor configurations, including the presence of Integral Fuel Burnable Absorber (IFBA) rodsand Tritium-Producing Burnable Absorber Rods (TPBARs), which are beyond its conventionalvalidation domain.
Through personalized adaptations of the CARABAS codes and modifications to ODYSSEE’sPython interface, ODYSSEE’s capabilities are extended to accommodate the unique features ofthe WBN1 benchmark cycles. The simulation results demonstrate satisfactory agreement withreference data and VERA simulations, underscoring ODYSSEE’s efficacy in capturing coreevolution phenomena even outside its established validation bounds.
Future work is identified in refining ODYSSEE’s simulation capabilities, particularly inenhancing the modeling of IFBA rods, optimizing boron-10 concentration evolution modeling,and exploring advanced solver techniques. These advancements aim to broaden ODYSSEE’sapplicability to diverse reactor types and configurations, reaffirming its role as a versatile toolfor nuclear reactor simulation and analysis.
Abstract [sv]
Att simulera kärnreaktorers beteende innebär betydande utmaningar på grund av det komplexa samspelet mellan neutronik, termohydraulik och reaktorgeometrier. Denna avhandling fokuserar på att utvärdera prestandan hos ODYSSEE-kodpaketet vid simulering av utvecklingen av en tryckvattenreaktor (PWR)-kärna, särskilt med avseende på Westinghouse Watts Bar Nuclear Unit 1 (WBN1) benchmark. Studien undersöker ODYSSEE:s förmåga att hantera olika reaktorkonfigurationer, inklusive närvaron av Integral Fuel Burnable Absorber (IFBA)-stavar och Tritium-Producing Burnable Absorber Rods (TPBARs), som ligger utanför dess konventionella valideringsdomän.
Genom personliga anpassningar av CARABAS-koderna och modifieringar av ODYSSEE:s Python-gränssnitt utökas ODYSSEE:s kapacitet för att rymma de unika egenskaperna hos WBN1-benchmarkcyklerna. Simuleringsresultaten visar tillfredsställande överensstämmelse med referensdata och VERA-simuleringar, vilket understryker ODYSSEE:s effektivitet i att fånga kärnutvecklingsfenomen även utanför dess etablerade valideringsgränser.
Framtida arbete identifieras i att förfina ODYSSEE:s simuleringskapaciteter, särskilt i att förbättra modelleringen av IFBA-stavar, optimera modelleringen av bor-10-koncentrationens utveckling och utforska avancerade lösningstekniker. Dessa framsteg syftar till att bredda ODYSSEE:s tillämpbarhet till olika reaktortyper och konfigurationer, vilket bekräftar dess roll som ett mångsidigt verktyg för simulering och analys av kärnreaktorer.
Place, publisher, year, edition, pages
2024.
Series
TRITA-SCI-GRU ; 2023:381
Keywords [en]
Validation, Benchmark, Neutronic codes, Neutron Transport Equation, Diffusion, S N, SP N, Homogenisation
Keywords [sv]
Validering, Benchmark, Neutroniska koder, Neutrontransportekvation, Diffusion, SN, SPN, Homogenisering
National Category
Other Engineering and Technologies Physical Sciences
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-352301ISRN: 978-91-8106-043-0OAI: oai:DiVA.org:kth-352301DiVA, id: diva2:1892771
External cooperation
EDF (Electricite de France)
Subject / course
Physics
Educational program
Master of Science - Nuclear Energy Engineering
Supervisors
Examiners
2024-10-182024-08-272025-02-10Bibliographically approved