DOI: 10.55176/2414-1038-2019-1-224-229
Авторы
Бондаренко А.И., Савин М.М., Супотницкая О.В., Янцева Л.М.
Организация
Акционерное общество «ГНЦ РФ – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия
Бондаренко А.И. – научный сотрудник.
Савин М.М. – научный сотрудник.
Супотницкая О.В. – начальник лаборатории. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, 1. Тел.: (484) 399-58-42; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Янцева Л.М. – инженер-программист.
Аннотация
При разгерметизации контуров энергетической установки с натриевым теплоносителем возможно загорание вытекающего натрия с выделением тепла и дыма. Наиболее вероятным сценарием натриевого пожара на атомных электростанциях с реактором на быстрых нейтронах принято считать горение вытекающей из повреждённого трубопровода струи и лужи под ней. Для описания натриевых пожаров наиболее предпочтительны содержащие минимум параметров простейшие модели, основанные, по возможности, на эмпирических соотношениях и дающие верхнюю оценку тепловыделения и количества образующихся при сгорании натрия аэрозолей. В настоящей работе предложена физико-математическая модель для оценки скорости совместного горения свободно льющейся вниз струи жидкого натрия и образующейся под ней лужи. Модель основана на законах сохранения энергии и массы, на эмпирических зависимостях скоростей горения натрия в струе и в луже, и на предположении о том, что глубина лужи не может быть меньше равновесной. Равновесная глубина лужи определяется поверхностным натяжением жидкого натрия. Обсуждаются возможные механизмы теплоотдачи при парофазном и гетерогенном горении металла. Проведённый с использованием предложенной модели анализ данных эксперимента по имитации инцидента на реакторе Monju показал удовлетворительные результаты.
Ключевые слова
атомная электростанция, безопасность, натрий, пожар, струя, лужа
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
1. Tsai S.S. The NACOM Code for Analysis of Postulated Sodium Spray Fires in LMFBRs, NUREG/CR-1405. Upton, NY, Brookhaven National Laboratory, 1980.
2. Tsai S.S. State of the art review of sodium fire analysis and current notions for improvements. Available at: www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_Public/33/011/33011363.pdf (accessed 17.09.2018).
3. Sagava N., Sakaguchi S., Suzuoki A., Akagane K., Mochizuki M. Energy release from sodium spray combustion. Proc. IAEA — IWGFR Specialists Meeting On Sodium Fires and Prevention. Cadarache, France, 1978.
4. Yamaguchi A., Tajima Y. Numerical Simulation of Non-Premixed Diffusion Flame and Reaction Product Aerosol Behaviour in Liquid Metal Pool Combustion. Journal of Nuclear Science and Technology, 2003, vol. 40, no. 2, pp. 93—103.
5. Steinhaus T., Welch S., Carvel R., Torero J.L. Large-scale pool fires. Thermal science journal, 2007, vol. 11, no. 3.
6. Бондаренко А.И., Савин М.М., Супотницкая О.В. О физико-математическом моделировании натриевых пожаров на АЭС. Вопросы Атомной Науки и Техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2017, № 4, с. 96—104.
7. Ohno S., Uchiyama N., Kawata K., Miyake O. Sodium Columnar Fire Test and Code Development at PNC. Available at: http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_Public/31/044/31044849.pdf (accessed 17.10.2018).
8. Yan-Yu Qiao, Yao-Long Ma, Zhi-Gang Zhang, Chong-Chong Liu. Experimental study on sodium droplet combustion and spatial temperature distribution characteristics. Journal of Nuclear Science and Technology, 2018, vol. 55, no. 9, pp. 1079—1086.
9. Lebel L.S., Girault N. Aerosol generation from sodium pool fires: Learning from the 1980s-era EMIS experiments and modelling. Nuclear Engineering and Design, 2018, vol. 330, pp. 36—50.
10. Koji Kawata, Takuji Teraoku, Shuji Ohno, Shinya Miyoahara, Osami Miyake and Hiromi Tanabe. Investigation of the Sodium Leak in Monju. Sodium Leak and Fire Test-I. JNC-TN9400-2000-089.pdf. O-arai Engineering Center. Japan Nuclear Cycle Development Institute, 2000. 258 p.
11. Profile SFR-51 Japan — SAPFIRE, (1985). Available at: https://nucleus.iaea.org/sites/lmfns/ Facility%20Country%20Profiles1/Profile%20SFR-51%20Japan-%20SAPFIRE_R1.pdf (accessed 18.10.2018).
УДК 621.039.58
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2019, выпуск 1, 1:17
