Процессы выброса и прятания примесей в парогенерирующих устройствах АЭС и ТЭС

• Автор: Катковский, Сергей Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.14.03, 05.14.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 242 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Список обозначений

Введение

Глава 1. Историческая справка и обзор литературы

Глава 2. Конвективнодиффузионная модель хайдаута.

2.1. Физикохимические основы процессов выброса и прятания . .

2.2. Распределение примесей в пограничном слое.

2.2.1. Общие закономерности поведения примесей в пограничном слое .

2.2.2. Распределение примесей в плоском пограничном слое

2.2.3. Распределение примесей в одномерном пограничном слое

2.2.4. Распределение примесей в пограничном слое на твэ

лах и в трубах малого диаметра
2.3. Моделирование процессов выброса и прятания
2.3.1. Одномерная нестационарная модель.
2.3.2. Двумерная нестационарная модель
Глава 3. Расчет нестационарного распределения примесей в канальном реакторе и барабанном котле
3.1. Распределение примесей в контуре циркуляции.
3.1.1. Распределение примесей в барабане
3.1.2. Распределение примесей в подъемной трубе контура циркуляции.
Содержание
3.2. Расчетная модель контура циркуляции
3.2.1. Расчет материального баланса .
3.2.2. Расчет содержания примесей в элементах парогенерирующей установки.
3.3. Структура программного комплекса.
3.4. Результаты расчета и сопоставление с экспериментальными данными.
3.4.1. Тестовые расчеты на модельных задачах
3.4.2. Расчет стационарного состояния
3.4.3. Расчет нестационарного процесса.
Глава 4. Процессы выброса и прятания и воднохимический режим электростанций
4.1. Взаимосвязь процессов хайдаута с образованием отложений
и коррозией .
4.2. Определение величины отложений на основе экспериментальных данных по процессам хайдаута .
4.3. Рекомендации по ведению воднохимического режима и исследованиям коррозионной стойкости конструкционных материалов
Глава 5. Взаимосвязь распределения примесей и нейтроннофизических параметров ядерных реакторов
Выводы.
Список литературы


Иногда процессы выброса и прятания связываются с образованием легкорастворимых отложений при высоких тепловых нагрузках с последующим их растворением при снижении нагрузки. Это предположение не обладает достаточной общностью, поскольку выброс и прятание наблюдаются для примесей, концентрация которых в воде на порядки ниже предельной. Кроме того, даже при концентрациях примесей, сравнимых с концентрацией насыщенного раствора, неясным остается сам процесс образования отложений, в этом смысле ситуация совершенно аналогично ситуации с химическими гипотезами. Достаточно очевидно, что образование отложений связано с повышением концентрации примесей вблизи стенки, но, разумеется, нельзя объяснять это повышение образованием отложений. Поэтому объяснение процесса прятания на основе представлений об образовании отложений требует привлечения дополнительного механизма, обеспечивающего повышение концентрации в пристенной области. Поэтому образование отложений может быть привлечено только как дополнительный механизм, при определенный условиях повышающий величину накопления примесей при прятании. Подводя итоги, можно сказать, что общим недостатком всех перечисленных выше гипотез является их малая общность. В то же время, в отдельных случаях явления, положенные в их основу, могут оказаться сопоставимыми с процессами выброса из пограничного слоя или даже определяющими. Именно так может обстоять дело с химическими гипотезами. В. И. Горбуровым выдвигалась идея о концентрировании примесей в трубе за счет двумерных эффектов, но без выделения пограничного слоя как такового. Эта гипотеза была исследована в диссертационной работе М. Хаанеки [], в которой было показано, что при значительном различии в распределениях скорости воды и концентрации примесей концентрирование может достигать и более раз. В то же время, гипотеза не дает объяснений тому, откуда возникает такое распределение концентраций и может рассматриваться лишь как качественное толкование. Дополнительное исследование этой модели было проведено также А. А. Хлебниковым [], который сравнивал ее с моделью на основе гипотезы о концентрировании примесей в пограничном слое. Развиваемая в настоящей работе гипотеза о концентрировании примесей в пограничном слое также была впервые выдвинута Горбуровым, разрабатывалась автором в своей магистерской диссертации и Хлебниковым в кандидатской диссертации [], в которой также представлен большой экспериментальный материал. Эта гипотеза имеет много общего с гипотезой Хемига, хотя и была выдвинута Горбуровым независимо. Хемиг рассматривает изменение концентрации по радиусу трубы в целом. Кроме стационарных моделей, автор в магистерской диссертации и Хлебников [] рассматривали нестационарные процессы в точечном при-ближении, в котором было получено удовлетворительное качественное соответствие экспериментальным данным. Хлебниковым также были исследованы процессы псевдохайдаута и их взаимосвязь с хайдаутом (в точечном нестационарном приближении). Им было обнаружено, что хотя процессы псевдохайдаута сами по себе дают небольшой вклад в величину выброса (исключая некоторые специфические ситуации), но, сопровождая процесс хайдаута, способны оказывать значительное влияние на временной характер результирующего процесса. Результаты этих исследований также были представлены в статьях [, ]. В то же время, в [,] рассматривается только интегральное балансовое соотношение между пограничным слоем и основным объемом, что, как отмечалось выше, не дает возможности для количественного теоретического расчета процессов, и хорошо подходит только для качественного рассмотрения. Недостаточность интегрально-балансовой модели можно продемонстрировать также следующим примером. Для хорошо растворимых в паре примесей баланс определяется, очевидно, соотношением между приносом примесей в пограничный слой с конвекцией, пропорционально тепловому потоку и концентрации примесей в ядре потока со, и уносом с паром, также пропорционально тепловому потоку и средней концентрации в пограничном слое с.