Моделирование нестационарных теплогидравлических процессов на АЭС с ВВЭР

Моделирование нестационарных теплогидравлических процессов на АЭС с ВВЭР

Автор: Мелихов, Владимир Игорьевич

Шифр специальности: 05.14.03

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2004

Место защиты: Москва

Количество страниц: 576 с. ил.

Артикул: 2747214

Автор: Мелихов, Владимир Игорьевич

Стоимость: 250 руб.

Введение
1. Современное состояние развития расчетных кодов, используемых для обоснования безопасности
ядерных энергетических установок.
1.1 Общие принципы моделирования
теплогидравлических процессов на АЭС .
1.2 Теплогидравлические коды.
1.3 Коптейнментше коды
1.4 Основные выводы по первой главе .
2. Перемешивание теплоносителя с различной концентрацией
бора в проточном тракте реактора.
2.1 Анализ существующих подходов и методов исследования
2.2 Математическая модель течения в реакторе.
2.3 Численная методика.
2.4 Описание экспериментов на стенде ОКБ Гидропресс
2.5 Результаты расчета эксперимента с внезапным пуском ГЦН.
2.5.1 Расчетные параметры.
2.5.2 Расход теплоносителя, выполнение балансов.
2.5.3 Концентрация бора на входе в активную зону
2.5.4 Профили концентрации
2.5.5 Поля концентрации
2.6 Анализ влияния сил плавучести на перемешивание теплоносителя.
2.7 Расчет перемешивания теплоносителя с различной концентрацией борной кислоты в проточном
тракте реактора ВВЭР.
2.7.1 Сценарий аварии, начальные и граничные условия
2.7.2 Расчетная сетка.
2.7.3 Результаты расчета.
2.8 Основные результаты второй главы.
3 Теплогидравлика второго контура горизонтального парогенератора.
3.1 Общая характеристика горизонтальных парогенераторов
3.2 Основные проблемы, связанные с эксплуатацией
горизонтальных парогенераторов
3.3 Подходы к моделированию работы парогенератора
3.4 Описание кода .
3.4.1 Система уравнений сохранения массы, импульса
и энергии для пароводяной смеси.
3.4.2 Законы межфазного взаимодействия
3.4.3 Законы взаимодействия двухфазной среды с трубчаткой
3.4.4 Модель распределения растворенных примесей в водяном объеме и образования отложений
на теплообменной поверхности
3.4.5 Численный метод интегрирования трехмерных уравнений сохранения массы, импульса и энергии пароводяной смеси.
3.4.6 Структура программного комплекса и
основные характеристики.
3.5 Анализ теплогидравлических процессов и распределения примесей и отложений в горизонтальном парогенераторе
Ш В штатный вариант системы водопитания и продувки
3.5.1 Исходные данные для расчета.
3.5.2 Общая картина циркуляции в ПГВ
штатного варианта
3.5.3 Анализ локальных характеристик
3.5.4 Расчет распределения растворенных примесей в
водяном объеме и отложений на трубчатке ПГВ1 ООО
3.6 Сопоставительный анализ теплогидравлических процессов и распределения примесей в ПГВ
с шахматной и коридорной компоновкой трубного пучка.
3.6.1 Исходные данные для расчета ПГВ1 ООО с
шахматной и коридорной компоновкой трубного пучка
3.6.2 Сравнение теплогидравлических процессов в ПГВ с шахматной и коридорной компоновкой трубного пучка.
3.6.3 Расчет распределения растворенных примесей в водяном объеме и поверхностной концентрации отложений для ПГ с коридорным и шахматным
трубными пучками.
3.6.4 Сравнение основных характеристик в парогенераторах с коридорной и шахматной компоновкой трубного пучка.
3.7 Верификация кода .
3.7.1 Сравнение расчетных и экспериментальных
данных по паросодержаыию и скоростям потока
3.7.2 Сравнение расчетных и экспериментальных
данных по концентрациям растворенных примесей
3.8 Основные результаты по третьей главе
4 Взаимодействие высокотемпературного расплава с водой
4.1 Общая характеристика процессов
взаимодействия высокотемпературного расплава с водой.
4.2 Обзор исследований взаимодействия высокотемпературного расплава с водой
4.2.1 Стадия предварительного перемешивания расплава
с водой
4.2.1.1 Дробление струи расплава в воде
4.2.1.2 Перемешивание диспергированного
расплава с охладителем
4.2.3 Взрывное взаимодействие расплава с охладителем.
4.2.4 Компьютерные коды для моделирования взаимодействия расплава с охладителем
4.2.5 Основные проблемы и направления исследований парового взрыва
4.3 Математическая модель предварительного перемешивания
4.3.1 Уравнения движения пароводяной смеси.
4.3.2 Законы межфазного взаимодействия.
4.3.2.1 Силовое межфазное взаимодействие.
4.3.2.2 Теплообмен .
4.3.2.3 Межфазный массообмен.
4.3.3 Описание динамики дисперсной фазы
4.3.3.1 Моделирование струи
4.3.3.2 Пористая структура.
4.3.3.3 Капли расплава
Модель столкновений частиц.
4.3.3.4 Модель генерации водорода.
4.3.4 Численная схема
4.3.5 Краткая блоксхема кода УАРЕХР
4.4 Математическая модель взрывного взаимодействия.
4.4.1 Основные предположения и допущения.
4.4.2 Система уравнений, описывающих динамику фаз
4.4.3 Определяющие соотношения.
4.4.3.1 Силовое взаимодействие фаз
Теплообмен между фазами
Массообмен между фазами
4.4.3.4 Диаметр дисперсной фазы.
4.4.4 Численный метод . 1
4.4.5 Краткая характеристика кода УАРЕХБ
4.5 Анализ экспериментов по перемешиванию расплава с охладителем с помощью кода УАРЕХ
4.5.1 Эксперименты на стенде МАОСО
4.5.1.1 Описание экспериментальной
установки МАОСО
4.5.1.2 Изотермические эксперименты.
4.5.1.3 Эксперименты с горячими частицами.
4.5.2 Эксперименты на стенде ЗЦЕОЗ
4.6 Тестирование кода УАРЕХ на задачах, имеющих
аналитическое решение .
4.6.1 Задача о распространении ударной волны.
4.6.2 Задача о распространении волн давления в
открытом бассейне.
4.7 Верификация кода VX на крупномасштабных экспериментах по взаимодействию кориума с охладителем
4.7.1 Основные компоненты установки
4.7.2 Методика проведения экспериментов
4.7.3 Система измерений.
4.7.4 Начальные условия экспериментов , и .
4.7.5 Анализ эксперимента .
4.7.5.1 Экспериментальные условия
4.7.5.2 Нодагшзационная схема и расчетные
параметры.
4.7.5.3 Результаты расчетов
4.7.6 Анализ экспериментов .
4.7.6.1 Экспериментальные условия
4.7.6.2 Нодализационная схема и расчетные
параметры
4.7.6.3 Результаты расчетов
4.7.7 Анализ эксперимента .
4.7.7.1 Экспериментальные условия
4.7.7.2 Нодализационная схема и расчетные
параметры расчета кодом VX.
4.7.7.3 Результаты расчетов кодом VX .
4.7.7.4 Моделирование парового взрыва
кодом VX.
АЛЛ АЛ Нодализационная схема и
основные параметры.
АЛЛА.2 Анализ полученных результатов
АЛЛ АЗ Результаты расчетов без модели
генерации водорода.
4.8 Анализ паровых взрывов при тяжелых авариях
на водяных реакторах под давлением и определение
нагрузок на контайнмент.
4.8.1 Возможные сценарии тяжелой аварии и основные физические процессы.
4.8.2 Нодализационная схема и основные параметры
4.8.3 Результаты расчетов.
4.8.3.1 Расчет с начальным уровнем воды 3 м.
4.8.3.2 Расчет с начальным уровнем воды 1 м.
4.8.3.3 Расчет с уменьшенным расходом
кориума в струе
4.8.3.4 Анализ полученных результатов.
4.9 Основные результаты четвертой главы
Заключение.
Список литературы


Модуль КАМЕРА предназначен для моделирования процессов перемешивания теплоносителя в напорной камере реактора, модуль МАЗЗ для расчета параметров теплоносителя и топлива в активной зоне с использованием трехмерной модели нейтронной кинетики. Моделирование процессов межиетлевого перемешивания в программном модуле КАМЕРА основано на использовании коэффициентов турбулентной температуропроводности в уравнении энергии, . По результатам некоторых численных экспериментов и сопоставления с результатами проведенных натурных испытаний для 5 блока НВАЭС, полученных при работе всех главных циркуляционных насосов, определено значение коэффициента турбулентной температуропроводности, наилучшим образом обеспечивающее согласие расчетных и экспериментальных данных. С помощью модернизированного комплекса ТРАП были проведены расчеты некоторых реактивностных аварий, выполнено сопоставление результатов расчета с использованием точечной и пространственной моделей кинетики и показано, что код может использоваться для консервативного анализа. ВВЭР в области входного и выходного патрубков, представлено в работе . Моделировался стационарный режим нормальной эксплуатации и нестационарные режимы подачи в патрубки холодной воды. Рассматривались как чисто гидродинамические, так и сопряженные задачи, в которых температурные поля в твердых элементах конструкции определялись из уравнений теплопроводности с условиями сопряжения на границах с теплоносителем. В результате решения получены температурные поля и поля скоростей в расчетных объемах, тепловые потоки и коэффициенты теплоотдачи на стенках. Сделаны выводы о необходимости продолжения работ по применению программы для определения температур, скоростей и характеристик теплоотдачи в стационарных и нестационарных режимах. В Физикоэнергетическом институте г. Обнинск разрабатывается код 3, предназначенный для расчета трехмерных полей скорости, давления и температуры в контурах и элементах реакторной установки, . Моделируемые процессы стационарные и нестационарные течения и теплообмен. В коде реализована объектная модель анизотропного пористого тела, учитывающая специфические параметры наиболее типичных структур проточных трактов реакторных установок, наличие и вид замыкающих соотношений. Наряду с применением модели пористого тела код позволяет напрямую моделировать локальную структуру областей. Одним из возможных применений кода 3 является моделирование процессов перемешивания теплоносителя с различной концентрацией борной кислоты в проточном тракте реактора. В предложена методология моделирования переноса сосредоточенных масс теплоносителя с возмущенными значениями температуры иили концентрации бора в реакторе типа ВВЭР, основанная на трехмерных уравнениях сохранения массы, импульса, энергии и концентрации бора с привлечением модели крупномасштабной турбулентности. Особенностью применяемого подхода является использование неструктурированной расчетной сетки при конечноразностной аппроксимации уравнений, что позволяет рассматривать гидродинамические процессы в областях со сложной геометрией. С помощью предложенного подхода рассмотрены модельные задачи переноса возмущений концентрации бора и температуры теплоносителя на входном патрубке ВВЭР0. Отмечено, что необходима верификация кода на экспериментальных данных и дальнейший анализ его возможностей. В ЭНИЦ на протяжении ряда лет разрабатывается программный комплекс ВОЮЙ, позволяющий производить расчеты нестационарных течений в проточном тракте реактора и исследовать динамику развития аварийной ситуации при попадании пробки воды с низким содержанием бора из главного циркуляционного трубопровода в проточный тракт реактора и в активную зону, получать распределения концентрации бора во входном сечении активной зоны в зависимости от времени, продолжительность существования пониженных концентраций бора, минимальные локальные и средние по сечению концентрации, . Перед объединением имеется возможность осуществлять вращение и параллельный перенос элементов сетки в пространстве. Более мелкие сетки строятся последовательным делением ячеек грубой сетки на восемь элементов т.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.185, запросов: 237