Авторы
Сергеев В.В., Казанцев А.А.
Организация
Акционерное общество «Государственный научный Центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия
Казанцев А.А. – ведущий научный сотрудник, доцент. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, 1. Тел.: (484) 399-51-97; e-mail:
Сергеев В.В. – старший научный сотрудник.
Аннотация
Системы пассивного отвода тепла проектируют для расхолаживания аварийных ядерных реакторов. С целью повышения надежности системы проектируют, используя естественную циркуляцию для отвода остаточных тепловыделений. В ходе проведения экспериментов на сравнительно простом контуре — имитаторе контура аварийного расхолаживания — получено хорошее совпадение опытных изменений во времени расхода естественной циркуляции и температуры воды и расчетов по коду RELAP-5 в однофазной постановке. При наличии осложняющих геометрию циркуляционного контура элементов, таких как гидрозатвор, часто встречающихся в реальных системах пассивного отвода тепла, обнаружено расхождение расчетов с экспериментом. Экспериментаторы назвали причиной несоответствия появление скопления пузырей газа (воздуха) в опускном тракте гидрозатвора, что должно привести к увеличению гидравлического сопротивления и падению расхода циркуляции. Фотография гидрозатвора с прозрачными стенками подтверждает наличие скопления пузырей с объемным газосодержанием на уровне 10 %. Был сделан вывод о необходимости разработки расчетных кодов с моделью, которая более детально описывает данное явление. Расчетами авторов данной статьи удалось воспроизвести выявленное в ФЭИ экспериментальным путем отмеченное явление частичной блокировки расхода естественной циркуляции воды в контуре с гидрозатвором в результате выхода азота и кислорода из растворенного состояния в газообразное при постоянной мощности нагревателя. В основе расчетной методики использована модель гидродинамики из шести уравнений сохранения на основе широко применяемой на практике двухфазной негомогенной (двухскоростной) одномерной нестационарной гидродинамической модели. В модели дополнительно учитывается зависимость пределов растворимости газов от температуры.
Ключевые слова
система пассивного расхолаживания активной зоны, контур циркуляции, теплогидравлический код, предел растворимости газов в воде, естественная конвекция, гидрозатвор, опускной участок гидрозатвора, скорость всплытия пузырей, объемное газосодержание, расход естественной циркуляции, гидравлическое сопротивление двухфазного потока, мощность электронагревателя, код КОРСАР, код TRACE, код RELAP-5
УДК 536.24.621.039.526
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2024, № 4, c. 226–233