Экспериментальное исследование теплогидравлических характеристик и устойчивости высоконагруженных тепловых труб для перспективных систем аварийного расхолаживания реакторных установок

• Автор: Ильин, Вячеслав Алексеевич
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 149 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1. СОВРЕМЕННЫЕ КОНЦЕПЦИИ ПОСТРОЕНИЯ ПАССИВНЫХ СИСТЕМ ОТВОДА ОСТАТОЧНЫХ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЙ ОТ РЕАКТОРНОЙ УСТАНОВКИ С ВОДООХЛАЖДАЕМЫМ РЕАКТОРОМ.

Выводы по главе.

2. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ УСТАНОВОК И ИССЛЕДУЕМЫХ МОДЕЛЕЙ ТЕПЛОВЫХ ТРУБ. МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ.

2.1 Описание экспериментальных установок и исследуемых моделей

2.2. Методика измерений.

Выводы по главе.

3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ОБРАБОТКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ

3.1. Методика проведения экспериментов

3.2. Методика обработки экспериментальных данных

Выводы по главе.
4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ТЕПЛОГИДРАВЛИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕРМОСИФОНОВ, СЛАБООТКЛОНННЫХ ОТ ГОРИЗОНТАЛИ.
4.1. Определение условий ухудшения охлаждения высоко теплонагруженной зоны нагрева наклонного термосифона. Определение минимально допустимой степени водяного заполнения ТС.
4.2. Определение коэффициента теплоотдачи при пленочной конденсации
пара на внутренней поверхности наклонного ТС
4.3 Определение необходимой степени вакуумирования ТС.
Выводы по главе
5. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ НА ТЕПЛОВОЙ ТРУБЕ С ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЦИРКУЛЯЦИОННОЙ ВСТАВКОЙ
5.1. Группа опытов с низким давлением пароводяного теплоносителя.
5.2. Группа опытов со средним и высоким давлением теплоносителя
Выводы по главе
6. РЕЗУЛЬТАТЫ РЕСУРСНЫХ ИСПЫТАНИЙ ТЕРМОСИФОНОВ.
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Для устранения этих недостатков автором предлагается подключение СПОТ непосредственно к первому контуру, а в качестве промежуточного контура использовать тепловые трубы (ТТ) - систему параллельно включённых автономных элементов, способных передавать тепло на значительные расстояния (десятки метров) с малым термическим сопротивлением, не превышающим его значение для контура ЕЦ СПОТ ПГ при существенно меньшей теплоемкости системы. ТТ - герметизированные (обычно, сваркой) с обоих торцов трубы, частично заполненные теплоносителем. В настоящей работе рассматривается лишь водяное заполнение ТТ и работа их лишь за счёт гравитационных сил, т. Между ними может располагаться транспортный адиабатный участок (а. ТТ, содержащие внутреннюю концентрическую трубную вставку, позволяющую образовать внутри ТТ контур ЕЦ с опускным движением воды по этой вставке. Автономность каждой ТТ повышает надёжность работы состоящего из них теплообменника (ТО). Так одностороннее нарушение герметичности ТТ не приводит к соединению основных теплообменивающихся сред (теплоносителя первого контура и конечного поглотителя тепла). Кроме того, разгерметизация небольшого процента от общего количества ТТ в теплообменнике, практически не отражается на его производительности. На рис. В1 приведены два варианта выполнения предлагаемой системы пассивного отвода тепла непосредственно от реакторной установки (СПОТ РУ). Оба варианта включают контур ЕЦ, присоединяемый к горячей и холодной ниткам главного циркуляционного трубопровода первого контура РУ ВВЭР. ТТ, на внешней поверхности которых охлаждается теплоноситель первого контура. В режиме обесточивания этот котггур ЕЦ работает в некипящем режиме с умеренным значениями интенсивности теплоотдачи в з. ТТ (а^2 кВт/м2оС), рассчитываемой по рекомендациям для естественной конвекции При некомпенсированных разрывах контур ЕЦ переходит в парокондсисатный режим работы с конденсацией пара первого контура на внешней поверхности з. ТТ при а«6 кВт/м2°С, рассчитываемой по рекомендациям для плёночной конденсации пара. Резкое повышение значения а позволяет перейти при этих авариях не только к отводу остаточных тепловыделений, но и к быстрому расхолаживанию РУ. Это изменение а, возможно, позволит отказаться от двойных параллельно включенных отсечных клапанов разного сечения, установленных на опускной линии контура ЕЦ СПОТ ПГ. Открытие чого или иного клапана зависит от приведённых выше видов аварии. По первому варианту (левая часть рис. БАОТ), расположенные за пределы защитной оболочки. По второму варианту' (правая часть рис В1) используются ТТ с циркуляционной вставкой, позволяющей образовать внутри ТТ контур ЕЦ и отказаться от ограничивающего мощность ТС противотока пара и воды в едином канале. З.к. ТТ расположена в баке с охлаждающей водой который соединён с БАОТ отдельным контуром ЕЦ атмосферного давления. СПОТ РУ, начально, заполнена водой или борным раствором и включается в режим теплоотвода открытием запорных клапанов на подъёмной, а затем на опускной линиях. Соприкасающаяся с теплоносителем первого контура з. ТТ выполняется из нержавеющей стали, а з. ТТ в режиме длительного ожидания. Рис. ВI. Варианты схемы предлагаемой СПОТ РУ. Наряду с вертикальным расположением ТТ и ТС или отдельных их зон необходимо рассмотрение вариантов их наклонного положения, вплоть до близкого к горизонтальному. Для СПОТ РУ должны рассматриваться режимы его работы как при высоком давлении теплоносителя (« МПа), так и при относительном вакууме (Р<0,1 МПа, абс. Актуальность выбранной темы обусловлена необходимостью создания и обоснования перспективных систем, повышающих безопасность АЭС. АЭС на всех этапах аварийного расхолаживания РУ. ТС при высоких тепловых потоках в з. ТС и ТТ при длительном контакте их стального корпуса с теплоносителем. ТС, работающего при высоких давлении (р? Вт/м ) и з. ТС, при высоком давлении и высоких удельных тепловых потоках на поверхности з. ТС. Научная новизна работы состоит в . ТС и ТТ с циркуляционной вставкой в широком диапазоне изменения их мощности и давления пароводяной смеси. ТТ при вскипания воды в верхней части а.