Исследование эффективности естественной циркуляции в первом контуре РУ с ВВЭР-1000 при аварии с малой течью теплоносителя

• Автор: Дремин, Георгий Иванович
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 151 с.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ.

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ВОПРОСЫ ПОДОБИЯ ЕСТЕСТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИИ В МОДЕЛИ И В ПРОТОТИПЕ.

1.1 Состояние проблемы и постановка задачи исследования

1.2 Аналитическое описание ЕЦв первом контуре РУ.

1.2.1 Однофазная естественная циркуляция.

1.2.2 Двухфазная естественная циркуляция.

1.3 Критерии подобия однофазной ЕЦ в РУ и ее модели

1.4 Подобие движущего напора ЕЦ двухфазного потока.

1.5 Выводы к главе 1
ГЛАВА 2. ОБОСНОВАНИЕ ДОСТОВЕРНОСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОДНОФАЗНОЙ ЕСТЕСТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИИ НА СТЕНДЕ ПСБ
2.1 Анализ условий однозначности.
2.1.1 Геометрические масштабные критерия подобия.
2.1.2 Анализ условий гидравлического подобия.
2.2 Эксперимент с ЕЦ на АЭС с реактором ВВЭР
2.2.1 Данные эксперимента с ЕЦ на блоке VI АЭС Козлодуй
2.2.2 Граничные условия эксперимента с ЕЦ на стенде ПСБВВЭР.
2.3 Достоверность моделирования естественной циркуляции
2.3.1 Подобие состояния с принудительной циркуляцией.
2.3.2 Подобие состояния с естественной циркуляцией.
2.4 Выводы к главе 2.
ГЛАВА 3. ЕСТЕСТВЕННАЯ ЦИРКУЛЯЦИЯ ПРИ ПОШАГОВОМ УМЕНЬШЕНИИ МАССЫ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ.
3.1 Основные задачи эксперимента ЕЦ1
3.2 Начальные и граничные условия эксперимента.
3.3 Контроль массы теплоносителя в первом контуре
3.4 Последовательность событий в эксперименте ЕЦ1
3.5 Анализ результатов эксперимента
3.5.1 Однофазная естественная циркуляция
3.5.2 Двухфазная естественная циркуляция
3.5.3 Режим испаренияконденсации.
3.5.4 Распределение теплоносителя по объему первого контура.
3.5.5 Сравнение результатов четырех экспериментов с ЕЦ
3.6 Выводы к главе 3
ГЛАВА 4. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЕЦ ПРИ АВАРИИ С ТЕЧЫО ИЗ ПЕРВОГО КОНТУРА ВО ВТОРОЙ.
4.1 Особенности аварии с течью из первого во второй контур
4.2 Начальные и граничные условия эксперимента ПВ1.3
4.3 Результаты эксперимента с течью из первого контура во второй
4.4 Расчетный анализ эксперимента ПВ1.3
4.5 Влияние подачи воды САОЗ на движущий напор ЕЦ
4.6 Застой естественной циркуляции.
4.7 Выводы к главе 4.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Впервые в привязке к массе теплоносителя, остающейся в первом контуре, определены границы между основными режимами теплоотвода от АЗ, а именно: переход от однофазной к двухфазной ЕЦ и переход к режиму испарения-конденсации. Впервые экспериментально определено минимальное количество теплоносителя, которое обеспечивает надежное охлаждение топливных сборок при аварии с малой течью. Впервые экспериментально подтверждено, что на поздней стадии аварии с малой течью часть конденсата из трубок ПГ стекает в холодные трубопроводы. Впервые экспериментально подтверждена высокая степень безопасности реактора-прототипа, а также эффективность теплоотвода остаточных тепловыделений в режиме ЕЦ при протекании запроектной аварии, вызванной течью из первого контура во второй, сопровождаемой полным обесточиванием энергоблока. Доказана достоверность моделирования на стенде ПСБ-ВВЭР естественной циркуляции, чем практически подтверждена правильность концепции моделирования, реализованной в конструкции стенда. Экспериментально подтвержден факт стока конденсата из трубок ПГ в нижнюю камеру реактора, что практически важно для нашего понимания процессов, протекающих на поздней стадии аварии с малой течью. Установлено, что при аварии с течью из первого контура во второй подача воды из одного канала активной части САОЗ способствует поддержанию устойчивого расхода через активную зону и является необходимым условием для длительного отвода тепла от реактора в режиме ЕЦ. Получены экспериментальные данные, которые используются в ведущих организациях отрасли, таких как ФГУП ОКБ «Гидропресс», ФГУП «НИТИ», ИПБ РНЦ «Курчатовский институт», ФГУП «Атомэнергопроект», ФГУП «ВНИИАЭС». Полученные данные используются для верификации как российских теплогидравлических кодов ТРАП, КОРСАР, БАГИРА //, //, так и западных кодов ATHLET, CATHARE, RELAP. ЕЦ через A3 при уменьшении массы теплоносителя в первом контуре; -результаты исследования режима испарения и конденсации, обеспечивающего отвод остаточных тепловыделений на поздней стадии аварии с потерей теплоносителя после прекращения двухфазной ЕЦ; -результаты исследования эффективности расхолаживания РУ за счет естественной циркуляции теплоносителя в первом контуре в условиях аварии с течью из первого контура во второй. Здесь же изложены основные положения, выносимые на защиту, и подчеркнута научная новизна и практическая значимость полученных результатов. В главе 1 приведен обзор публикаций, посвященных исследованиям естественной циркуляции в реакторах с водой под давлением. Здесь сформулированы основные проблемы, касающиеся безопасности как действующих, так и проектируемых реакторных установок, при рассмотрении которых в центре внимания оказывается естественная циркуляция. Здесь же приведен обзор существующих теоретических моделей, описывающих естественную циркуляцию в замкнутом контуре реакторной установки. Из одномерных уравнений сохранения энергии и количества движения аналитически получены выражения для стационарного расхода однофазной ЕЦ и перепада температуры на нагревателе. Также получены выражения для нивелирных напоров в участках циркуляционного контура с подъемным и опускным течением, одинаково справедливые как для однофазного, так и для двухфазного потока. Приведено выражение, которое в дальнейшем используется для вычисления движущего напора ЕЦ в первом контуре стенда ПСБ-ВВЭР при анализе аварии с течью теплоносителя из первого контура во второй. В этой главе рассмотрены также вопросы, касающиеся подобия естественной циркуляции в реакторной установке и исследовательском стенде. Сформулированы условия, соблюдение которых необходимо для подобия физических явлений, реализующихся при естественной циркуляции в модели и прототипе. Опираясь на подход, предложенный М. Ьіі и I. Каїаока //, приведен набор численных критериев подобия, которые в следующей главе используются для обоснования достоверности моделирования явления ЕЦ на стенде ПСБ-ВВЭР. Глава 2 посвящена обоснованию достоверности моделирования на интегральном стенде ПСБ-ВВЭР однофазной естественной циркуляции. Для этого произведен обстоятельный анализ условий геометрического и гидравлического подобия модели и прототипа.