Сахипгареев А.Р., Морозов А.В.
В статье представлены результаты анализа экспериментальных данных по влиянию контактной конденсации парогазовой смеси на работу пассивных систем безопасности АЭС с ВВЭР и парогенератора в аварийном конденсационном режиме. Подача недогретой жидкости в паровой объем гидроемкостей может быть использована с целью увеличения времени работы парогенератора ВВЭР в конденсационном режиме и обеспечения длительного охлаждения активной зоны в случае аварии. Характерной особенностью исследованных процессов является малая скорость истечения струи (менее 1 м/с), вызванная необходимостью обеспечить пассивный характер работы систем безопасности.
Эксперименты были выполнены на установке с рабочим участком «Конденсация на струях» при параметрах, характерных для первого контура реакторной установки через 24 часа после начала аварии, и различных концентрациях газов в парогазовой смеси. По результатам анализа проведенных опытов было установлено, что увеличение концентрации азота в пароазотной смеси до 60% приводит к снижению эффективного коэффициента теплоотдачи от пара из парогазовой смеси на свободнопадающей струе недогретой жидкости на ~35 %.
Полученные данные могут быть использованы для расчетного моделирования аварийных процессов в реакторной установке ВВЭР во время работы комплекса пассивных систем безопасности (система ГЕ-2, СПОТ), с учетом отвода парогазовой смеси из трубного пучка парогенератора за счет снижения давления в гидроемкостях системы пассивного залива активной зоны путем подачи недогретой жидкости в их объем.
1. Калякин С.Г., Сорокин А.П., Пивоваров В.А., Пометько Р.С., Селиванов Ю.Ф., Морозов А.В., Ремизов О.В. Экспериментальные исследования теплофизических процессов в обоснование безопасности ВВЭР нового поколения. Атомная энергия, 2014, том 116, вып. 4, с. 241–246.
2. Общие данные об АЭС Аккую. Доступно на: http://www.akkunpp.com/aes (дата обращения 22.01.2018).
3. Морозов А.В. Теплогидравлическое обоснование работоспособности системы пассивного залива активной зоны реактора ВВЭР. Дисс. канд. техн. наук. Обнинск, 2004.
4. Морозов А.В., Ремизов О.В. Экспериментальное обоснование проектных функций дополнительной системы пассивного залива активной зоны реактора ВВЭР. Теплоэнергетика, 2012, № 5, с. 22–27.
5. Лукьянов А.А., Зайцев А.А., Морозов А.В., Попова Т.В., Ремизов О.В., Цыганок А.А., Калякин Д.С. Расчетно-экспериментальное исследование влияния неконденсирующихся газов на работу модели парогенератора ВВЭР в конденсационном режиме при запроектной аварии. Известия вузов. Ядерная энергетика, 2010, № 4, с. 172–182.
6. Maltsev M. Additional information on modern VVER Gen III technology. Proc. OECD/NEA Workshop on Innovations in Water-cooled Reactor Technologies. Paris, France, 2015.
7. Беркович В.М., Таранов Г.С., Калякин С.Г., Ремизов О.В., Морозов А.В. Разработка и обоснование технологии удаления неконденсирующихся газов для обеспечения работоспособности системы пассивного отвода тепла. Атомная энергия, 2006, том 100, вып. 1, с. 13–19.
8. Morozov A.V., Remizov O.V., Tsyganok A.A. Non-condensable gases effect on steam condensation heat transfer in horizontal tube bundle. Transactions of the American Nuclear Society 2010 ANS Annual Meeting and Embedded Topical Meetings. San Diego, CA, USA, 2010, pp. 676–677.
9. Kopytov I.I., Kalyakin S.G., Berkovich V.M., Morozov A.V., Remizov O.V. Experimental investigation of non-condensable gases effect on Novovoronezh NPP-2 steam generator condensation power under the condition of passive safety systems operation. Proc. 17th Int. Conf. on Nuclear Engineering, ICONE17. Brussels, 2009.
10. Морозов А.В., Сахипгареев А.Р. Экспериментальная оценка влияния контактной конденсации парогазовой смеси на работу пассивных систем безопасности ВВЭР. Известия вузов. Ядерная энергетика, 2017, № 1, с. 17–28.
11. Eroshkina E.V., Kisina V.I., Shvarts A.L., Kolbasnikov A.V. Experimental investigation of heat transfer during condensation of steam from a steam–water mixture on cold water jets at high pressure. Thermal Engineering, 2007, vol. 54, no. 1, pp. 55-60.
12. Porcheron E., Lemaitre P., Nuboer A., Roshas V., Vendel J. Experimental investigation in the TOS-QAN facility of heat and mass transfers in a spray for containment application. Nuclear Engineering and Design, 2007, vol. 237, pp. 1862–1871.
13. Морозов А.В., Сахипгареев А.Р. Исследование влияния процессов конденсации пара из парогазовой смеси на струе жидкости на работу парогенератора ВВЭР в конденсационном режиме. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2016, № 3, c. 100–110.
14. Berkovich V.M., Peresadko V.G., Taranov G.S., Remizov O.V., Morozov A.V., Tsyganok A.A., Kalyakin D.S. Experimental study on Novovoronezh NPP-2 steam generator model condensation power in the event of the beyond design basis accident. Proc. Int. Congress on Advances in Nuclear Power Plants 2010, ICAPP 2010. San Diego, CA, 2010, pp. 186–192.
15. Кутателадзе С.С. Теплопередача при конденсации и кипении. М.: Машгиз, 1952.
16. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление. М.: Энергоатомиздат, 1990. 367 с.
17. Морозов А.В., Сахипгареев А.Р. Обобщение опытных данных по теплообмену при конденсации парогазовой смеси на струе жидкости при работе парогенератора ВВЭР в аварийном режиме. Труды 19-й ежегодной Международной Конференции молодых специалистов по ядерным энергетическим установкам (КМС-2017). Подольск, 2017, c. 320–329.
18. Исаченко В.П. Теплообмен при конденсации. М.: Энергия, 1977.
19. Берман Л.Д., Гордон Б.Г., Богдан С.Н. Теплоотдача от паровоздушной смеси к диспергированной водяной струе в ограниченном объеме. Теплоэнергетика, 1981, № 12, c. 38–42.
20. Прандтль Л. Гидроаэромеханика. Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2000.
