Сахипгареев А.Р.
Сахипгареев А.Р. – младший научный сотрудник. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, 1. Тел.: (484) 399-50-96; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
В статье представлены результаты анализа экспериментального исследования процессов теплопередачи при конденсации пара из парогазовой смеси внутри теплообменных труб и на струях недогретой жидкости и их влияния на работоспособность парогенератора ВВЭР в аварийном конденсационном режиме.
Подача струй жидкости в объем гидроемкостей второй ступени, заполненных парогазовой смесью, может быть использована для поддержания работоспособности парогенераторов ВВЭР в режиме конденсации пара, что в свою очередь обеспечивает продолжительное охлаждение реакторной установки в аварийной ситуации. Из-за особенностей работы пассивных систем безопасности и необходимости подачи струи пассивным способом для исследуемых процессов характерно скорость истечения струи менее 1 м/с.
Применение оребренных теплообменников, размещенных в межоболочечном пространстве защитной оболочки, для отвода неконденсирующихся газов из гидроемкостей второй ступени и, следовательно, из парогенераторов ВВЭР, может обеспечить длительную работу последних в аварийном режиме.
На экспериментальной установке с рабочими участками «Конденсация на струях» и «Устройство удаления газов» были исследованы процессы: контактной конденсации пара на струе недогретой жидкости, и конденсации пара на внутренней поверхности оребренных теплообменных труб при параметрах типичных для реакторной установки через сутки после начала аварии, связанной с разрывом главного циркуляционного трубопровода.
Результаты, полученные в ходе проведенных экспериментов, могут быть использованы для верификации расчетных кодов аварийных ситуаций на АЭС с реакторами ВВЭР.
1. Морозов А.В., Ремизов О.В. Современные разработки систем пассивного отвода тепла водоохлаждаемых реакторов. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика ядерных реакторов, 2013, вып. 2, c. 61–78.
2. Калякин С.Г., Ремизов О.В., Юрьев Ю.С., Климанова Ю.В., Морозов А.В. Обоснование проектных функций системы пассивного залива усовершенствованного проекта АЭС с реактором ВВЭР. Известия высших учебных заведений. Ядерная энергетика , 2003, № 2, c. 71.
3. Efanov A.D., Kalyakin S.G., Morozov A.V., Remizov O.V., Tsyganok A.A., Generalov V.N., Berkovich V.M., Taranov G.S. Investigation of operation of VVER steam generator in condensation mode at the large-scale test rig. Proc. of the 16th International Conference on Nuclear Engineering, ICONE16. Orlando, FL, 2008, pp. 793–799.
4. Remizov O.V., Morozov A.V., Tsyganok A.A., Kalyakin D.S., Berkovich V.M., Peresadko V.G., Taranov G.S. Experimental study on Novovoronezh NPP-2 steam generator model condensation power in the event of the beyond design basis accident. Proc. of the International Congress on Advances in Nuclear Power Plants 2010, ICAPP 2010. San Diego, CA, 2010, pp. 186–192.
5. Morozov A.V., Pityk A.V., Ragulin S.V., Sahipgareev A.R., Soshkina A.S., Shlepkin A.S. Effect of mass transfer processes on accumulation and crystallization of boric acid in WWER core in emergency cases. Journal of Physics: Conference Series, 2017, vol. 899, no. 9, p. 092010.
6. 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.
7. Сахипгареев А.Р., Морозов А.В. Теплоотдача от парогазовой смеси к свободнопадающей струе жидкости в ограниченном объеме применительно к аварийным режимам АЭС с ВВЭР. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2018, вып. 3, с. 127–137.
8. Исаченко В.П. Теплообмен при конденсации. М.: Энергия, 1977. 240 с.
9. Кутателадзе С.С. Теплопередача при конденсации и кипении. М.: Машгиз, 1952. 232 с.
10. Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика. М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1959. 700 с.
11. Kulic E., Rhodes E. Heat transfer rate to moving droplets in air/steam mixtures. Proc. of 6th International Heat Transfer Conference. Toronto, 1978, vol. 1, pp. 469–474.
12. Прандтль Л. Гидроаэромеханика. Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2000. 576 c.
13. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. Ч. 1. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. 464 с.
14. Воробьев В.В., Немцев В.А., Сорокин В.В., Тюшкевич Л.Ф. Эффективность спринклерной системы охлаждения ГО ЛСБ ВВЭР. Сборник трудов 7-й международной научно-технической конференции «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР». ОКБ «ГИДРОПРЕСС», Подольск, 2011. Доступно на: http://www.gidropress.podolsk.ru/files/proceedings/mntk2011/documents/mntk2011-131.pdf (дата обращения 15.04.2022).
15. Берман Л.Д., Гордон Б.Г., Богдан С.Н. Теплоотдача от паровоздушной смеси к диспергированной водяной струе в ограниченном объеме. Теплоэнергетика, 1981, № 12, с. 38–42.
16. Malet J., Lemaitre P., Porcheron E., Vendel J., Bentaib A., Plumecocq W., Dumay F., Chin Y.-C., Krause M., Blumenfled L., Dabbene F., Royl P., Travis J. Modelling of Sprays in Containment Applications: Results of the TOSQAN Spray Benchmark (Test 101). Proc. of the first European Review Meeting on Severe Accident Research (ERSMAR-2005). Aix-en-Provence, France, 2005. Доступно на: https://www.researchgate.net/publication/266450417_Modelling_of_Sprays_in_Containment_Applications_Results_of_the_TOSQAN_Spray_Benchmark_Test_101 (дата обращения 15.04.2022).
17. Porcheron E., Lemaitre P., Nuboer A., Roshas V., Vendel J. Experimental investigation in the TOSQAN facility of heat and mass transfers in a spray for containment application. Nuclear Engineering and Design, 2007, vol. 237, pp. 1862–1871.
18. Takahashi M., Nayak A.K., Murakoso H., Kitagawa S. Study on vapor condensation heat transfer on liquid spray. Proc. of 7th International Conference on Nuclear Engineering. Tokyo, Japan, 1999, pp. ICONE-7481.
19. Федоров В.А., Мильман О.О., Ананьев П.А., Дунаев С.Н., Колесников Н.В., Шифрин Б.А. Теплогидравлические процессы в воздушных конденсаторах паротурбинных установок. Вестник МЭИ, 2012, № 2, с. 5–12.
20. Fedorov V.A., Mil'man O.O., Kolesnikov N.V., Anan'ev P.A., Dunaev S.N., Mikhal'kov A.M., Mosin A.V., Kondrat'ev A.V. Results from experimental investigations of the performance of air condensers for steam turbine units. Thermal Engineering, 2013, vol. 60, no. 2, pp. 111–117.
21. Галашов Н.Н., Цибульский С.А., Ставронский С.А. Проблемы и перспективы использования воздушных конденсаторов на ТЭС. Сборник статей V Всероссийской научной конференции с международным участием «Теплофизические основы энергетических технологий», Томск: Изд-во ТПУ, 2014, с. 113–117.
22. Мильман О.О., Федоров В.А. Воздушно-конденсационные установки. М.: Издательство МЭИ, 2002. 208 с.
23. Артемов В.И., Минко К.Б., Яньков Г.Г., Кирюхин А.В. Моделирование процессов тепломассообмена в экспериментальной секции воздушно-конденсационной установки ЗАО НПВП «Турбокон». Теплоэнергетика, 2016, № 5, с. 14–23.
24. Мильман О.О., Лошкарева Е.А., Калинин А.Ю., Картуесова А.Ю. Особенности работы теплообменных аппаратов с конденсацией пара внутри труб. Известия ТулГУ. Технические науки, 2015, вып. 5, ч. 2, с. 151–160.
25. Валунов Б.Ф., Ильин В.А., Лычаков В.Д., Алексеев С.Б., Светлов С.В., Сидоров В.Г. Интенсивность теплоотдачи при конденсации пара из паровоздушной смеси на внутренней поверхности труб и на внешней поверхности оребренных труб. Труды шестой российской национальной конференции по теплообмену «РНКТ-6». М.: Издательский дом МЭИ, 2014, 1496 с.
26. Балунов Б.Ф., Лычаков В.Д., Щеглов А.А., Матяш А.С., Старухина К.С. Исследование теплообмена и гидродинамики в водо- и воздухоохлаждаемых теплообменниках систем безопасности АЭС с водоохлаждаемыми реакторами. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2018, вып. 5, с. 223–238.
27. Bustamante J.G., Rattner A.S., Garimella S. Achieving near-water-cooled power plant performance with aircooled condensers. Applied Thermal Engineering, 2015, vol. 105, pp. 362–371.
28. Bredell J.R., Kröger D.G., Thiart G.D. Numerical investigation of fan performance in a forced draft air-cooled steam condenser. Applied Thermal Engineering, 2006, vol. 26, iss. 8–9, pp. 846–852.
29. Liu P., Duan H., Zhao W. Numerical investigation of hot air recirculation of aircooled condensers at a large power plant. Applied Thermal Engineering, 2009, vol. 29, iss. 10, pp. 1927–1934.
30. Морозов А.В., Питык А.В., Рагулин С.В., Сахипгареев А.Р., Сошкина А.С., Шлепкин А.С. Оценка влияния капельного уноса борной кислоты на ее накопление в реакторе ВВЭР в случае аварии. Известия высших учебных заведений. Ядерная энергетика, 2017, № 4, c. 72–82.
31. Морозов А.В., Сахипгареев А.Р. Исследование процессов контактной конденсации парогазовой смеси для удаления неконденсирующихся газов из парогенератора ВВЭР в аварийном режиме. Сборник докладов 18-й Международной конференции молодых специалистов по ядерным энергетическим установкам. Подольск, 2016, c. 150–159.
32. Сахипгареев А.Р., Морозов А.В. Экспериментальное исследование процессов теплообмена в пучке воздухоохлаждаемых труб с продольным оребрением в пассивной системе безопасности АЭС с ВВЭР. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2018, вып. 4, с. 80–88.
33. 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, вып. 3, с. 100–110.
34. 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. Сборник докладов 19-й Международной конференции молодых специалистов по ядерным энергетическим установкам. Подольск, 2017, с. 320–329.
35. Морозов А.В., Шлепкин А.С., Калякин Д.С., Сошкина А.С. Исследование работы модели парогенератора ВВЭР в конденсационном режиме при различных параметрах аварийного процесса. Теплоэнергетика, 2017, № 5, с. 16–23.
36. Морозов А.В., Ремизов О.В., Калякин Д.С., Рагулин С.В., Сахипгареев А.Р., Сошкина А.С., Шлепкин А.С. Экспериментальное исследование работы воздухоохлаждаемого теплообменника с продольно оребренным трубным пучком. Труды шестой российской национальной конференции по теплообмену «РНКТ-6». М.: Издательский дом МЭИ, 2014. 1496 с.
