Моделирование теплогидравлических процессов в элементах оборудования реакторных установок при низких параметрах теплоносителя

• Автор: Вербицкий, Юрий Григорьевич
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Сосновый Бор
• Количество страниц: 124 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Содержание
Введение
1 Проблема устойчивости двухфазных потоков в системах пассивного отвода остаточного тепла реактора

1.1 Современные проекты систем пассивного отвода тепла от защитной оболочки АЭС

1.2 Обзор экспериментальных и теоретических работ по исследованию устойчивости двухфазных потоков в контурах ЕД

1.3 Основные выводы

2 Исследование пульсационных режимов барботажа пара в длинных вертикальных трубах при низких параметрах теплоносителя

2.1 Экспериментальная установка Барботаж.

2.2 Методика проведения экспериментов и результаты исследования

2.3 Определение границы области устойчивых режимов барботажа

2.4 Обобщение экспериментальных данных по границе устойчивости барботажа в исследованном диапазоне параметров
2.5 Обобщение экспериментальных данных по среднему паросодержаниго
2.6 Основные выводы
3 Численное моделирование барботажа пара на стенде Барботаж
при помощи РК КОРСАР.
3.1 Верификация РК КОРСАР по данным экспериментов на стенде Барботаж
3.2 Анализ замыкающих соотношений РК КОРСАР
3.3 Уточнение замыкающих соотношений по межфазному трению в пузырьковом и снарядном режимах
3.4 Основные выводы
4 Исследование неустойчивости вскипающего потока в контуре естественной циркуляции на стенде КЕДР.
4.1 Результаты экспериментального исследования устойчивости естественной циркуляции
4.2 Расчгное моделирование неустойчивости потока в контуре естественной циркуляции стенда КЕДР
4.3 Основные выводы
5 Численное моделирование гидродинамических процессов в
контуре естественной циркуляции СПОТ АЭС с ВВЭР0
5.1 Расчтная модель СПОТ АЭС с ВВЭР0.
5.2 Неустойчивость двухфазного потока в контуре СПОТ .
5.3 Основные выводы.
Заключение
Список использованных источников


В третьей главе приведены результаты численного моделирования исследованных барботажных процессов, выполненного с целыо верификации расчётного тсплогидравлического кода КОРСАР. В четвертой главе изложены результаты расчётно-экспериментального исследования неустойчивости вскипающих потоков на экспериментальном стенде "КЕДР", моделирующем контур аварийного охлаждения внешней поверхности корпуса реактора АЭС с ВВЭР-0. В заключительной, пятой главе приведены результаты численного моделирования процессов в натурном контуре ЕЦ системы СПОТ проекта АЭС с ВВЭР-0. Необходимый' уровень безопасности АЭС нового поколения обеспечивается последовательным применением глубоко эшелонированной защиты, в основе которой лежит принцип создания системы барьеров на пути распространения ионизирующего излучения и радиоактивных продуктов деления в окружающую среду, а также реализация инженерных и организационных мер для защиты этих барьеров. Первым и основным барьером безопасности служит оболочка твэл, следующим - корпус и трубопроводы первого контура реактора, последним барьером в концепции глубоко эшелонированной защиты является защитная оболочка - коитейнмент, внутри которого размещается; реакторная, установка. РУ) Главную опасность для целостности барьеров безопасности представляет нарушение отвода тепловой энергии от активной зоны в связи, с потерей теплоносителя первого контура или в случае нарушения работы парогенераторов: Для аварийного отвода остаточного тепловыделения предназначены специальные системы, отводящие тепло к конечному поглотителю, которым является атмосфера. Системы аварийного расхолаживания РУ по принципу действия можно разделить на два типа:, активные и пассивные. Активные системы обеспечивают аварийное расхолаживание, реакторной установки вынужденным движением теплоносителя с помощью электрических циркуляционных насосов. Управление работой насосов и приводами задвижек осуществляется автоматикой или операторами реакторной установки. При. Пассивные системы безопасности не нуждаются в посторонних источниках электрической энергии, поскольку действие этих систем основано на использовании гравитации или энергии предварительно сжатого газа. РУ задаётся самой конструкцией пассивных систем, регулирование осуществляется в пассивном режиме автоматически, под действием таких физических параметров процесса, как давление и температура теплоносителя. В случае аварии РУ с одновременной потерей электропитания на энергоблоке активные системы безопасности приходят в нерабочее состояние, в то время как пассивные системы начинают работать без источника электроэнергии и без вмешательства персонала, поэтому оснащение ЛЭС нового поколения пассивными системами является одним из наиболее перспективных направлений повышения безопасности атомных станций. Современные концепции безопасности АЭС предусматривают широкое использование пассивных систем расхолаживания реакторного оборудования, работающих при низких давлениях под действием гравитационных сил. Основные особенности таких систем определяются физическими свойствами водяного теплоносителя при низких давлениях, а именно соотношением свойств пара и воды. Теплогидравлические процессы, реализующиеся в пассивных системах отвода тепла при низких давлениях теплоносителя, характеризуются низкими движущими напорами и, как следствие, малыми скоростями циркуляции теплоносителя; температурной и кинематической неравновесностыо двухфазного потока, формирующегося в проточной части пассивных систем теплоотвода; вероятным возникновением теплогидравлической неустойчивости потока в контурах естественной циркуляции (ЕЦ) при разнообразных механизмах возбуждения колебательных режимов. Многообразие видов неустойчивостей и механизмов их возбуждения, проявляющихся в натурных контурах ЕЦ, не позволяет достоверно оценить границы неустойчивости на основе теоретических или полуэмпирических зависимостей. Обоснование теплогидравлических характеристик проектируемых пассивных систем безопасности, функционирующих в условиях ЕЦ теплоносителя, выполняется при помощи крупномасштабных интегральных экспериментов и численного моделирования с помощью расчётных кодов улучшенной оценки.