Теплогидравлические процессы при пассивном отводе остаточного тепла ВВЭР-640 в авариях с потерей теплоносителя

• Автор: Кутьин, Владислав Васильевич
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 176 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.
1 Естественная циркуляция как пассивный принцип отвода остаточного тепла и его реализация в проектных решениях АЭС нового поколения.
1.1 Краткая характеристика основных принципов пассивного отвода остаточного тепла реакторов нового поколения.
1.2 Обзор выполненных экспериментальнотеоретических исследований теплогидравлических процессов при пассивном отводе остаточного тепла реактора с использованием ЕЦТ

1.3 Основные выводы.

2 Экспериментальные исследования на интегральных стендах теплогидравлических процессов при длительном расхолаживании ВВЭР0 через бассейн в авариях с потерей теплоносителя
2.1 Особенности конструкции и экспериментальные измерения интегральных стендов ИСТЕЦ и РАСТЕЬ.
2.2 Результаты экспериментальных исследований на стендах ИСТЕЦ и РАСТЕЬ процессов отвода остаточного тепла реактора через бассейн

2.3 Основные выводы.

3 Математическое моделирование процессов нестационарной теплогидравлики в отдельных элементах оборудования контуров
со свободным уровнем и естественной циркуляцией теплоносителя
3.1 Моделирование процессов нестационарной теплогидравлики в бассейнах со свободным уровнем
3.2 Моделирование теплогидравлических процессов в верхней камере смешения.
3.3 Адаптация разработанных программных средств в составе комплексных расчетных кодов
3.4 Основные выводы
4 Верификация РК КОРСАР по результатам экспериментов на интегральных стендах ИСТ ЕЦ и РАСТЕЬ при моделировании пассивного отвода остаточного тепла реактора на бассейновой стадии расхолаживания
4.1 Расчетная схема модели аварийного контура отвода остаточного тепла реактора
4.2 Колебательная неустойчивость естественной циркуляции теплоносителя.
4.3 Выпарной режим охлаждения активной зоны
4.4 Анализ влияния масштабных и конструктивных особенностей стендов ИСТЕЦ и РЛСТЕЬ на характер ЕЦ в модели контура аварийного расхолаживания.
4.5 Основные выводы
5 Анализ процессов отвода остаточного тепла ВВЭР0 на стадии
длительного расхолаживания реактора через бассейн при запроектных авариях с потерей теплоносителя.
5.1 Теоретический анализ задачи
5.2 Постановка задачи численного моделирования процессов отвода остаточного тепла реактора при его расхолаживании через бассейн.
5.3 Разрыв трубопровода горячей нитки ГЦК
5.4 Разрыв трубопровода холодной нитки ГЦК.
5.5 Основные выводы
Заключение.
Список использованных источников


Систему пассивного отвода тепла от коитсйнмента, использующую металлическую защитную оболочку для отвода тепла в окружающую среду, реализованного комбинированным способом верхняя сферическая часть снаружи орошается под действием гравитации предварительно запасенной водой, а боковая цилиндрическая обтекается естественноконвективным током окружающего воздуха в специальном зазоре. СПОТ активной зоны рис. ГЦК теплообменник, составленный из пучка Собразных труб, погруженных в объем внутрнконтейнментного бассейна хранения воды для перегрузки топлива ШБТ. Рисунок 1. Мощность данной системы достаточна для отвода 0 остаточного тепла реактора при плотном 1ом контуре и любом давлении начиная от номинальных значений и ниже в случае потери теплоотвода через ПГ. Движение теплоносителя в контуре осуществляется только за счет ЕЦ. Бак ИЛУБТ обеспечивает теплоотвод от погруженного в него теплообменника также посредством естественной конвекции. Если в баке начинается процесс кипения, пар эвакуируется под защитную оболочку, конденсируется на ее стальном корпусе за обеспечение соответствующих условий конденсации отвечает СПОТ коитсйнмента, охлаждающая его стальную поверхность жидкостью, поступающей самотеком из расположенной над ним емкости, и стекает в виде конденсата обратно в бак. Пассивная система впрыска высокого давления в проекте АР0 включает в себя два бака СМТ . Трубопроводы i соединяют верх каждого из баков с соответствующей холодной ниткой одной из петель см. I Ii i низ бака с корпусом реасгора опускным участком. При нормальных режимах работы холодный теплоноситель в СМТ находится при давлении равным давлению в ГЦК, поскольку трубопровод постоянно открыт, а трубопровод I перекрыт клапаном, который открывается по команде при падении давления в ГЦК. При открытии клапана начинается пролив холодного теплоносителя из бака СМТ в корпус реактора. При авариях с разрывом 1го контура в проекте АР0 предусмотрен аварийный впрыск достаточно большого объема воды под действием гравитации. Запас теплоносителя находится в бакс I, открытом на атмосферу контейнмента. Этот концептуальный момент проектного решения предопределяет пассивную активизацию систем подобного типа в том случае, когда значение давления в I контуре становится ниже 0. МПа это давление соответствует величине гидростатического напора, определяемого высотой размещения емкости над уровнем точки подключения к I контуру трубопроводов впрыска. В связи с этим возникает отдельная проблема какой размер течи потенциально опаснее При использовании систем гравитационного впрыска, имеющих низкий уровень давления активизации, потенциально опаснее видятся малые некомпенсируемые течи, поскольку более медленный темп падения давления в системе отодвигает момент начала гравитационного впрыска. Поэтому в проекте АР0, в котором предусмотрен гравитационный впрыск, применяется специальная система принудительной автоматической разгерметизации I контура , т. Главная задача такой системы обеспечить быстрое снижение давления для минимизации временного промежутка до начала гравитационного впрыска. В результате пролива воды из всех составляющих компонент СМТ, аккумуляторов и бака I нижняя часть контейнмента приямок заполняется теплоносителем до уровня, достаточного для возникновения естественной циркуляции через а. Это можно считать началом заключительной бассейновой стадии расхолаживания реактора АР0. Рисунок 1. Наклонные трубы аварийного конденсатора подведены к корпусу без промежуточных отсечных клапанов, как показано на рис. При нормальных режимах работы реактора аварийные конденсаторы не действуют, поскольку трубы заполнены холодным конденсатом, а конструкция системы препятствует возникновению в контуре циркуляции теплоносителя наличие гидрозатвора и, соответственно, отводу тепла в бассейн. Возникновение циркуляции в контуре возможно лишь в случае понижения уровня воды в корпусе реактора данное состояние изображено на правой половине рис. Таким образом, активизация системы происходит на основе пассивного принципа. Трубы заполняются паром, при конденсации которого тепло отводится к теплоносителю бассейна. Данная конструкция уже прошла тестирование на крупномасштабной модели конденсатора 5. Европейский проект кипящего реактора использует новую концепцию системы пассивного отвода тепла от контсйнмента рис.