Пространственное распределение примесей в парогенерирующем оборудовании АЭС и ТЭС в стационарных и переходных процессах

• Автор: Хлебников, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.14.03, 05.14.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 215 с.

Содержание
Содержание.

Список используемых сокращений и основных обозначений

Введение.

1 Состояние проблемы.

1.1 Предыстория вопроса

1.2 Существующие подходы к проблеме прятания и выброса примесей i.

2 Физическая модель прятания и выброса примесей.

2.1 Гндродинамическая модель процесса прятания и выброса примесей в двухфазном потоке.
2.2 Диффузионногидравлическая модель оценки прятания и выброса примесей при изменении тепловой нагрузки

2.3 Упрощенное нестационарное уравнение распределения примесей

2.4 Модель испарительного контура ПГ1У
3 Распределение примесей по кипящему объему в переходных процессах.
3.1 Пссвдопрятание и нссвдовыброс примесей
3.2 Распределения при существующих схемах ВПКР
3.3 Распределения при модернизированных схемах ВПКР.
4 Экспериментальные результаты
4.1 На ТЭЦ и ГРЭС.
4.1.1 Испытания котла в переходных режимах по нагрузке ТЭЦ
ТГМЕ4 сг.9.
4.1.2Эксперимент с запиранием полусолевого циклона ТЭЦ ТП ст.8.
4.1 .ЗЭксперименты с отключением подачи фосфатов Волжская ТЭЦ1, котсл БКЗ00 ст. и Ленинградская ТЭЦ, котел ТГМЬ ст.6
4.2 На кипящем реакторе ВК.
4.3 На парогенераторе ПГВ .
5 Адекватность физической модели прятания и выброса. Экспериментальные результаты
6 Использование явления выброса примесей при разгрузке для улучшения воднохимических показателей.
6.1 В барабанных котлах.
6.2 В кипящем реакторе
7 Выводы
Приложение к главе 3
Приложение к главе 4.
1 риложение к главе 5.
Приложение к главе 6.
Литература


Другую трактовку механизма процесса выброса и прятания примесей дает гипотеза немецкого ученого Хемига (ФРГ) [2. Возникающая вследствие испарения потеря воды в пограничном слое непрерывно пополняется, поэтому в парообразующей трубе существует составляющая потока, направленная радиально к стенке трубы. Этот радиальный поток непрерывно переносит примеси к стенке трубы. Накопление примеси в пограничном слое протекает, однако не беспредельно, так как имеет место постоянный обратный перенос примеси из обогащенного пограничного слоя к середине трубы, благодаря обратной диффузии. Кроме того, отделяющиеся пузырьки пара уносят примеси в своей жидкостной оболочке. Па основании этой гипотезы. Хемиг пришел к выводу, что при достаточном возрастании тепловой нагрузки можно достигнуть больших значений концентрации примеси в пограничном слое, даже при низких давлениях. Этот вывод подтверждается тем фактом, что явление “прятания" примеси наблюдалось в котлах “Вслокс” при давлении ата, которые работают с весьма высокими тепловыми нагрузками. В современной отечественной литературе (-е года) явление “прятания" примесей связывается “с процессами локального концентрирования загрязнений воды в щелях, зазорах, трещинах и мористых отложениях” [2. Это предположение, по-видимому, следует считать недостаточным для объяснения явления. Несмотря на то, что концентрирование примесей в локальных областях вполне возможно, общая масса примесей, способная сконцентрироваться там, слишком мала. В (2. Это приводит "к полному или к частичному возврату фосфатов и всех остальных примесей при снижении нагрузки и останове котла. В результате происходит более или менее резкое изменение pH котловой воды с последующей щелочной или, более часто, кислотной коррозией металла. В исследованиях процессов выброса и прятания примесей в ядерных реакторах эти явления часто связывались с разгерметизацией твэлов в процессе останова или разгрузки. В зарубежных источниках -х годов, в частности в документах американского института F. PRI [2. Недостаток этой гипотезы -существенная связь с химическими свойствами примесей, подверженных хайдауту. Это означает, что примеси, обладающие различными химическими свойствами, должны вести себя в процессах выброса и прятания существенно различным образом, вплоть до противоположного поведения у различных примесей. Этого, однако, не наблюдается. Недостатки последней гипотезы следует, по-видимому, распространить и на любые другие предположения, увязывающие процессы выброса и прятания с химическими свойствами. Это наводит на мысль, что природа процессов хандаута гидродинамическая, так как только такое предположение способно обьясннть независимость этнх процессов от свойств конкретных веществ. Наиболее правдоподобной из рассмотренных выше гипотез является гипотеза Хемига. Эта гипотеза послужила основой для ряда исследований, в которых определялось соотношение концентрации примесей между пристенным слоем и основным объемом (в работе М. А. Стыриковича и др. К сожалению, рассмотрение в этой работе проводилось лишь на основе интегральных балансовых соотношений, (так, концентрация примеси в пограничном слое принималась всюду одинаковой) и потому не могло дать методики для теоретического расчета степени концентрирования, а, следовательно, невозможно было, и подтвердить правильность гипотезы путем сравнения теоретических результатов с экспериментом. Впервые подход, подобный излагаемому в данном разделе, использован в работе [2. В.И. Здесь г и К - текущий и внутренний радиусы канала, а индексы “о” и “ст” относятся к оси и стенке канала. В целом характер принятых распределений не противоречит физическим представлениям, а форма степенных зависимостей выбрана таковой отчасти и потому, что позволяет провести простые аналитические оценки. М2 = ДОУр'-»(г)-(1-<р(г))2ш1г =М„ (2. М1а=5Г1р'*„. К1 (2. В результате интегрирования с учетом (2. Расход воды в сечении Ъ может быть выражен как через истинные характеристики потока, так и через расход на входе в канал, т. Хі-<р(г))іг<іг = р'Ч^иКДі - х) (2. Подставляя полученное значение \-г0 в (2. М7 с М»х из (2. Г,_фЛ_ *(Р. ТК)2^г=т-ф.