Смирнов А.М., Морозов А.В.
Поскольку пассивные системы, обеспечивающие высокий уровень безопасности в российских проектах АЭС, имеют достаточно большую стоимость по сравнению с проектами, разработанными в других странах, актуально снижение стоимости данных систем. В статье предложен способ оптимизации системы пассивного отвода тепла реактора ВВЭР, заключающийся в уменьшении площади поверхности трубного пучка воздушных теплообменников и одновременном применении водного аэрозоля для интенсификации процесса отвода тепла с целью обеспечения необходимых мощностных характеристик. Также проведена расчётная оценка эффективности предложенного способа оптимизации для случая уменьшения площади поверхности теплообмена на 20 %, по результатам которой рассчитаны значения эксплуатационных характеристик оптимизированной системы. Кроме того, определены основные параметры, влияющие на эффективность использования водного аэрозоля, а также проанализирован характер их влияния применительно к оптимизированной системе пассивного отвода тепла ВВЭР. Результаты выполненной расчётной оценки свидетельствуют о том, что данный способ оптимизации может быть использован при разработке новых проектов с реакторными установками типа ВВЭР. Однако, для уточнения параметров оптимизированной системы необходимо проведение расчетно-экспериментальных исследований процессов теплообмена с подачей аэрозоля на рабочий участок, моделирующий поверхность теплообменника СПОТ.
1. Смирнов А.М., Морозов А.В. Оценка эффективности использования водного аэрозоля для охлаждения воздушных теплообменников СПОТ ВВЭР. Сборник докладов XXI Международной конференции молодых специалистов по ядерным энергетическим установкам. Подольск, 2019, с. 125–133.
2. Смирнов А.М., Морозов А.В. Анализ возможности повышения эффективности работы воздушных теплообменников СПОТ ВВЭР при использовании для их охлаждения водо-воздушной смеси. Тезисы докладов XV Международной научно-практической конференции «Будущее атомной энергетики». Обнинск, 2020, с. 71–72.
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. Proceedings of the 16th International Conference on Nuclear Engineering, ICONE16. Orlando, FL, 2008, pp. 793–799.
4. 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.
5. Свириденко И.И. Расчётная оценка продолжительности эффективной работы автономной СПОТ при сравнении теплоотвода к воде и к атмосферному воздуху. Вестник Южно-Уральского Государственного Университета, серия «Энергетика», 2016, № 3, с. 5–14.
6. Безлепкин В.В., Семашко С.Е., Солодовников А.С., Соболев А.Н. Концепция безопасности АЭС-2006 для площадки ЛАЭС-2. Основные результаты ВАБ. Сборник трудов 6-й МНТК «Безопасность, эффективность и экономика атомной энергетики». Москва, 2008, c. 962–965.
7. 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 moc 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.
8. Полуничев В.И., Шумайлов Г.П., Вешняков К.Б., Горбунов П.А. Расчётные и экспериментальные исследования регулирующего устройства системы пассивного отвода тепла АЭС нового поколения. Сборник трудов 4-й МНТК «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР». Подольск, 2005. Доступно на: http://www.gidropress.podolsk.ru/files/proceedings/mntk2005/%D0%9A%D0%BE%D0%BD%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BD%D1%86%D0%B8%D1%8F/%D0%A1%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%BE%D1%80%D0%B3%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B7%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%B8/%D0%A4%D0%93%D0%A3%D0%9F%20%D0%9E%D0%9A%D0%91%D0%9C/1_%D0%A8%D1%83%D0%BC%D0%B0%D0%B9%D0%BB%D0%BE%D0%B2%20%D0%93.%D0%9F.pdf (дата обращения 24.08.2023).
9. 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.
10. 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.
11. Григорьев М.М., Плаксеев А.А., Подпорина Н.А. Мощностные характеристики системы пассивного отвода тепла АЭС с ВВЭР-1000 в зависимости от параметров среды в парогенераторе. Сборник тезисов докладов 6-го международного семинара по горизонтальным парогенераторам. Подольск, 2004, с. 55–56.
12. Абед А.Х., Щеклеин С.Е., Пахалуев В.М. Интенсификация теплообмена воздушных теплообменников аварийного расхолаживания и сухих градирен АЭС с использованием водо-воздушного аэрозоля (тумана). Известия ВУЗов. Ядерная энергетика, 2019, № 3, с. 16–27.
13. Шлепкин А.С., Морозов А.В. «Применение аэрозольного мелкодисперсного спрея для повышения эффективности охлаждения оребренных труб». Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2021, вып. 4, с. 121–130.
14. Liang G., Mudawar I. Review of spray cooling – Part I: Single-phase and nucleate boiling regimes, and critical heat flux. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2017, vol. 115, pp. 1174–1205. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2017.06.029.
15. Liang G., Mudawar I. Review of spray cooling – Part II: High temperature boiling regimesand quenching applications. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2017, vol. 115, pp. 1206–1222. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2017.06.022.
16. Bian Q., Wang J., Chen Y., Wang Q., Zeng M. Numerical investigation of mist/air impingement cooling on ribbed blade leading-edge surface. Journal of Environmental Management, 2017, vol. 203, pp. 1062–1071. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.jenvman.2017.05.052.
