Моделирование теплофизических явлений на поздней стадии тяжелых аварий на АЭС

• Автор: Стрижов, Валерий Федорович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 272 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
Оглавление:

1. СОСТОЯНИЕ РАЗВИТИЯ И ВЕРИФИКАЦИЯ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ
2. ОБОБЩЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ ПО ЕСТЕСТВЕННОЙ КОНВЕКЦИИ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ

2.1.Качественные оценки конвективной теплопередачи
2.2.Рбзор экспериментальных данных с моделирующими жидкостями
2.2.1 .Эксперименты Кулаки - Голдштейна
2.2.2.Эксперименты Майингера
2.2.3 .Эксперименты BAFOND
2.2.4.Эксперименты Рейнеке и Штейнбернера
2.2.5.Эксперименты UCLA
2.2.6.Эксперименты СОРО
2.2.7.Эксперименты Mini-ACOPO и АСОРО
2.2.8.Резудьтаты экспериментов для больших чисел Редея
2.3.Анализ результатов по естественной циркуляции тепловыделяющей жидкости
2.3.1 .Основные уравнения баланса энергии
2.3.2.Качественные корреляции для теплопередачи
2.3.3.Адиабатическая верхняя граница
2.3.4.Сравнение качественных выводов с результатами экспериментов
2.4,Обобщение экспериментальных корреляций
2.4.1 .Описание модели
2.4.2.Результаты для плоской (яНсе! геометрии
2.4.3.Результаты для полусферической геометрии
3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СВОБОДНОЙ КОНВЕКЦИИ
3.1.Постановка задачи
3.1.1 .Основные уравнения
3.1.2.Модель турбулентности
ЗЛ.З.Модель вязкости между температурами солидуса и ликвидуса
3.2.ВериФикация программы С(ЖУ2Р
3.2.1 .Численное моделирование теплопередачи при конвекции жидкости между разнотемпературными стенками
3.2.2.Численное моделирование конвекции Релея-Бенара в полости
квадратного сечения
3.2.3.Численное моделирование процессов теплопередачи с учетом фазовых переходов
3.2.4.Конвекция в плоском слое тепловыделяющей жидкости
3.2.5.Конвекция тепловыделяющей жидкости в квадратной полости
3.2.6.Конвекция тепловыделяющей жидкости в полуцилиндрической геометрии
3.2.7.ВериФикация по данным экспериментов СОРО
3.2.8.Моделирование конвекции в полусферической геометрии
3.3.ВериФикация программы ССЖУЗР на экспериментах с водой
3.3.1 .Прямоугольная геометрия
3.3.2.Полуцилиндрическая геометрия
4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТОВ В РАМКАХ ПРОЕКТА
РАСПЛАВ
4.1.Проект РАСПЛАВ
4.2.Численное моделирование солевых экспериментов
4.2.1 .Солевые эксперименты проекта РАСПЛАВ
4.2.2.Описание экспериментальной установки
4.2.3.Результаты экспериментов
4.2.4.Моделирование экспериментов с боковым нагревом
4.2.5.Моделирование экспериментов с объемным тепловыделением
4.3.Моделирование экспериментов с кориумом
4.3.1 .Описание установки АУ-200 и матрица проведенных экспериментов
4.3.2,Описание расчетной схемы для программы СОМ УЗ Р
4.3.3.Моделирование экспериментов с кориумом
4.3.4.Основные явления и качественные признаки поведения расплава
4.3.5.Механизм теплопередачи в расплаве
5. ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РАСПЛАВА ТОПЛИВА С БЕТОНОМ
5.1.Экспеиимснтальные исследования ВРБ
5.2.Феноменология взаимодействия расплава с бетоном
5.2.1 .Поведение бетонов при высоких температурах
5.2.2.ТеплоФизические свойства бетонов
5.2.3.Химические реакции в расплаве
5.3.Модель взаимодействия расплава с бетоном
5.3.1.Основные уравнения и физические модели
5.3.2.Геометрия и граничные условия
5.3.3.Модель газовыделения из бетона
5.3.4.Модель химических реакций в расплаве
5.3.5.Свойства материалов
5.3.6.Модель разложения бетона
5.4.Моделииование эксперимента SURC
5.4.!.Описание эксперимента
5.4.2.Моделирование экспериментов по программе РАСПЛАВ
5.4.3.Результаты моделирования взаимодействия
5.5.Моделирование экспериментов АСЕ
5.5.1.Усяовия эксперимента L8
5.5.2.Анализ результатов эксперимента L8
5.5.3.Расчетная модель для программы РАСПЛАВ
5.5.4.Результаты расчетов
5.6.Модель растекания расплава по основанию
5.6.1 .Базовая система уравнений
5.6.2.Несжимаемые течения
5.6.3.Система уравнений в осесимметричной геометрии
5.6.4.Приближение сильно вязких течений
5.6.5.Начальные и граничные условия
5.6.6.Валидания моделей растекания на экспериментах CORINE

не моделироваться вовсе, например, процесс образования гарнисажа и его влияние на процессы тепломассопереноса.
Все эти отличия определяют необходимость детального рассмотрения проявлений феноменологии в каждом конкретном случае. Ниже на примерах исследования процессов взаимодействия расплава с корпусом реактора и с бетоном, эти отличия будут подробно рассмотрены.
Простые модели процессов при тяжелых авариях не в состоянии учесть многочисленные особенности экспериментальных установок, поэтому они не могут напрямую использоваться для их моделирования. По этой же причине трудно говорить и об адекватности этих кодов для моделирования процессов при тяжелых авариях.
В течение длительного времени в ИБРАЭ развивается новый подход к моделированию процессов при тяжелых авариях, основанный на следующих основных принципах [13,14]:
• Физическое моделирование основных процессов, сопровождающих развитие тяжелой аварии. Это означает, что вместо использования корреляций для описания того или иного процесса используются уравнения для описания физических законов развития процессов, и тогда сами корреляции являются базой для проверки программ.
• Использование многомерных математических моделей. Такой подход позволяет учесть многие особенности геометрии реактора и, особенно, геометрии экспериментальных установок. В этом случае, можно достаточно легко проанализировать особенности проявления феноменологии и сделать выводы об адекватности процессов в экспериментальной установке и реакторе.
• Расширение верификационной базы. Детальное физическое моделирование позволяет использовать для процесса верификации программ не только данные экспериментов, полученных непосредственно для рассматриваемого случая, но и данные других экспериментов, имеющих ту же физическую природу.