Авторы
Блинков В.Н.1,2, Исхаков А.Ш.1, Мелихов В.И.1,2, Мелихов О.И.1,2, Селькин С.С.3
Организация
1Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский университет «МЭИ», Москва, Россия
2Акционерное общество «Электрогорский научно-исследовательский центр по безопасности атомных электростанций», Электрогорск, Россия
3Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)», Москва, Россия
Блинков В.Н.1,2 – профессор кафедры АЭС, доктор технических наук, научный руководитель.
Исхаков А.Ш.1 – аспирант. Контакты: 111250, Москва, ул. Красноказарменная, 14. Тел.: (915) 221-75-81; e-mail:
Мелихов В.И.1,2 – профессор, доктор технических наук.
Мелихов О.И.1,2 – заместитель директора по научной работе, доктор физико-математических наук.
Селькин С.С.3 – студент.
Аннотация
Одной из ключевых задач на пути реализации проектов перспективных реакторных установок на быстрых нейтронах с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем (ТЖМТ – свинец, эвтектика свинец-висмут) на ближайшее время является обоснование безопасности в аварийных ситуациях с межконтурной неплотностью (течью) парогенераторов. Несмотря на отсутствие каких-либо экзотермических химических реакций между ТЖМТ и водой (в отличие от бурного экзотермического взаимодействия между натриевым теплоносителем и водой), рассматриваемый аварийный режим признается наиболее опасным и малоизученным ввиду сложности происходящих теплофизических процессов.
В настоящей работе приводится описание математической модели вскипания и расширения пароводяных образований в ТЖМТ. Модель основана на термодинамическом равновесии двухфазной смеси; теплоноситель рассматривается в приближении идеальной несжимаемой жидкости. Модель позволяет производить численное моделирование динамики отдельных пароводяных образований (капля в паровом пузыре); одной каверны с вдувом в нее пароводяной смеси из дефектной трубки. Рассмотрено влияние контактного теплообмена между теплоносителем и пароводяными образованиями и показано, что на начальной стадии аварийного режима ввиду малости временных масштабов и коэффициента теплопередачи влияние теплообмена пренебрежимо мало и задача может рассматриваться в адиабатной постановке.
Проведен краткий обзор экспериментальных исследований, посвященных изучению тепло-физических процессов при истечении рабочего тела в ТЖМТ. Построены временные зависимости давлений и скоростей в теплоносителе, которые сравниваются с результатами экспериментальных исследований на установке LIFUS.
Ключевые слова
межконтурная неплотность, течь парогенератора, тяжелый жидкометаллический теплоноситель, вскипание пароводяной смеси
УДК 532.5.031
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2018, выпуск 2, 2:4