Теплогидравлическое обоснование работоспособности системы пассивного залива активной зоны реактора ВВЭР

• Автор: Морозов, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Обнинск
• Количество страниц: 159 с. : ил.

Оглавление
Введение.
Глава 1. Современное состояние систем пассивного залива активной зоны и пути их дальнейшего развития

1.1. Классификация систем пассивного залива активной зоны.

1.2. Системы пассивного залива АЗ действующих АЭС.

1.3. Системы пассивного залива АЗ разрабатываемых АЭС.

1.4. Система пассивного залива реактора ВВЭР с РУ В2

1.4.1. Система гидроемкостей первой ступени.

1.4.2. Система гидроемкостей второй ступени.

1.4.2.1. Особенности теплогидравлических процессов в системе ГЕ2

1.5. Постановка задачи

Выводы по главе 1.
Глава 2. Экспериментальное оборудование и методика проведения опытов
2.1. Моделирование процессов в системе ГЕ2.
2.2. Крупномасштабный теплогидравлический стенд ГЕ2
2.2.1. Модельность крупномасштабного стенда ГЕ2 по отношению к реальной системе
2.2.2. раничные условия для модели системы ГЕ2
2.2.3. Технологическая схема и основное оборудование стенда ГЕ2
2.2.4. Система автоматизированного измерения и сбора основных параметров стенда.
2.2.5. Оценка точности измерений
2.2.6. Методика проведения экспериментальных исследований на крупномасштабном стенде.
2.3. Экспериментальная установка Модель гидроемкости
2.3.1. Описание экспериментальной установки
2.3.2. Методика экспериментальных исследований
2.4. Экспериментальная установка Модель паропровода.
2.4.1. Схема экспериментальной установки
2.4.2. Конструкция рабочих участков.
2.4.3. Методика проведения экспериментов
Выводы по главе 2.
Глава 3. Экспериментальное исследование процессов в системе ГЕ2 на модельных экспериментальных установках
3.1. Проведение исследований на экспериментальной установке Модель гидроемкости
3.2. Изучение процесса истечения воды на экспериментальной установке Модель паропровода
3.2.1. Эксперименты на рабочих участках РУ и РУ. .
3.2.1.1. Гидродинамические характеристики истечения.
3.2.1.2. Температура двухфазного потока на выходе из рабочего участка.
3.2.1.3. Температурные поля внутри рабочего участка.
3.2.2. Эксперименты на рабочем участке РУ.
3.2.2.1. Гидродинамические характеристики истечения недогретой воды во встречный поток пара
3.2.2.2. Пульсации температуры на выходе из рабочего участка.
3.2.2.3. Измерение температурных полей в рабочем участке
3.3. Обобщение полученных экспериментальных данных и физическая модель процесса истечения недогретой воды во встречный поток пара
3.4. Анализ полученных результатов и выработка рекомендаций по уменьшению времени выхода системы ГЕ2 на проектный расход.
Выводы по главе 3.
Глава 4. Эксперименты на крупномасштабном стенде ГЕ2.
4.1. Изучение влияния нестационарных теплогидравлических процессов в гидроемкостях на время выхода системы ГЕ2 на проектный расход
4.1.1. Эксперименты с диаметром паровой линии мм.
4.1.2. Проведение опытов с диаметром паровой линии 0 мм.
4.1.3. Результаты экспериментов с установленными в гидроемкости внутрикорпусными устройствами.
4.2. Исследование расходной характеристики системы ГЕ2 при различных
вариантах гидравлической схемы.
4.2.1. Эксперименты с внешним профилирующим коллектором.
4.2.1.1. Опыты с двумя параллельно соединенными гидроемкостями.
4.2.1.2. Результаты экспериментов с одной гидроемкостью
4.2.2. Проведение опытов с внутренним профилирующим коллектором.
4.3. Выработка технических предложений но изменению гидравлической
Ль схемы системы ГЕ2.
Выводы по главе 4.
Глава 5. Численное моделирование тсплогидравлических процессов в системе пассивного залива активной зоны ГЕ2
5.1. Общие принципы построения расчетного кода МАСТЕРЕ.
5.2. Расчетное моделирование экспериментов, проведенных при проектной
схеме стенда ГЕ2.
щ 5.2.1. Расходная характеристика стенда при холодной проливке. .
5.2.2. Качественное моделирование теплогидравлических процессов на стенде в экспериментах с паром
5.2.3. Верификация блока гидравлического расчета в горячих экспериментах
5.2.4. Моделирование работы обратного клапана в сливной линии
5.3. Основные расчетные зависимости, заложенные в итоговую версию кода
МАСТЕР1
5.4. Верификация расчетного кода по результатам экспериментов, выполненных после изменения схемы стенда ГЕ2.
5.4.1. Начальный этап работы системы
5.4.2. Моделирование расходной характеристики стенда
5.5. Перенос расчетных моделей на систему пассивного залива ГЕ2 АЭС с реактором ВВЭР.
Выводы по главе 5
Заключение.
Список использованных источников


Автор как исполнитель принимал непосредственное участие на всех этапах работ, положенных в основу представленной диссертации разработка методики проведения исследований наладка и подготовка стендового оборудования выполнение экспериментов на модельных экспериментальных установках и крупномасштабном стенде ГЕ2 обработка опытных данных и выработка на основании их анализа технических решений, позволивших добиться работоспособности системы ГЕ2 получение расчетных зависимостей, положенных в основу кода МАСТЕРЕ. Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников из наименований. Работа представлена на 9 страницах и содержит рисунков и 5 таблиц. В первой главе диссертационной работы проведен обзор конструкций действующих и разрабатываемых систем пассивного залива реакторов различных типов. ГЕ2. В заключение главы поставлены задачи исследования. Вторая глава содержит описание крупномасштабного теплогидравлического стенда ГЕ2 и модельных экспериментальных установок, на которых проводились опыты для исследования теплообменных процессов в обоснование проектных функций системы пассивного залива. Представлены методика проведения экспериментов и средства измерения основных параметров. Третья глава посвящена исследованию на модельных экспериментальных стендах процессов и явлений, происходящих при запуске в работу системы ГЕ2. В частности, рассмотрен процесс истечения воды во встречный поток пара в вертикальной заглушенной трубе. В четвертой главе представлены основные результаты экспериментальных исследований нестационарных теплогидравлических процессов в системе ГЕ2 на крупномасштабном стенде. Приводится описание программы изменения гидравлической схемы системы пассивного залива, позволившей добиться работоспособности установки. В пятой главе приводятся результаты численного моделирования процессов в системе ГЕ2 с помощью инженерного расчетного кода МАСТЕРХ. В заключении представлены основные выводы по результатам диссертационной работы. Автор считает своим приятным долгом выразить глубокую признательность научному руководителю к. О.В. Ремизову за постоянное внимание к работе, ценные методические и практические указания по улучшению ее направленности и содержания. Особую благодарность автор выражает к. С.Г. Калякину за постоянный интерес к проблемам, решаемым в диссертации и ценные, полезные советы в процессе подготовки и выполнения программы исследований. Автор благодарит также к. Цыганка, профессора Ю. С. Юрьева и н. Ю.В. Климанову за большую помощь, оказанную ими на различных этапах работы. Аварии на атомных электростанциях АЭС отличаются от аварии на обычных электростанциях тем, что они могут привести к выбросу в окружающее пространство значительного количества радиоактивных веществ. В ЯЭУ мощностью МВт накапливаются продукты деления, радиоактивность которых может достигать величины порядка 3 Бк. Попадание накопленных радиоактивных веществ в окружающую среду имеет чрезвычайно серьезные последствия. Большая часть радиоактивных веществ находится в топливной композиции твэлов. Их выход возможен при сильном повреждении оболочки твэлов и расплавлении топлива. Перегрев топлива происходит лишь в том случае, если тепловыделение в твэлах превышает интенсивность теплоотвода 4. Авария с потерей теплоносителя первого контура изза его разгерметизации или разрушения. При этом нарушается тепловой баланс, так как остаточные тепловыделения в активной зоне значительны, а теплосъем существенно ухудшен или практически отсутствует, пока в активную зону не будет подан теплоноситель из системы аварийного охлаждения. Это одна из наиболее тяжелых аварий, когда разрушен второй барьер безопасности барьер системы первого контура, а первый барьер оболочки твэлов оказывается в тяжелых условиях, сильно зависящих от действия систем безопасности при этом становится вероятным частичное расплавление активной зоны. Активный теплоноситель попадает в помещения реакторной установки и, повышая в них давление создает угрозу теплового и механического разрушения еще одного барьера защитной оболочки АЭС или герметичных помещений, т. Аварийные переходные процессы. Среди них можно выделить процессы с ростом реактивности, когда интенсивность тепловыделения в активной зоне увеличивается по сравнению с интенсивностью отвода тепла от нее, и процессы с нарушением теплоотвода, когда интенсивность последнего снижается по сравнению с интенсивностью тепловыделения в активной зоне.