EPRXDL
Авторы
Грязев А.С.1, Жулина Ю.К.1, 2, Осипов А.М.1, Поляков В.В.1
Организация
1 Федеральное государственное бюджетное учреждение
Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», Москва, Россия
2 Национальный исследовательский университет «МЭИ», Москва, Россия
Грязев А.С. – начальник лаборатории, кандидат физико-математических наук.
Осипов А.М. – начальник отдела, кандидат технических наук.
Поляков В.В. – ведущий инженер.
Жулина Ю.К. – лаборант-исследователь. Контакты: 123182, Россия, Москва, пл. Академика Курчатова, д. 1. Тел.: (499) 196-95-39; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Аннотация
В данной работе представлена оценка выхода водорода из воды приреакторного бассейна выдержки отработавшего ядерного топлива (БВ ОЯТ) АЭС с реактором РБМК-1000 на начальной стадии запроектной аварии с полным обесточиванием. Рассматривается начальная стадия аварии, в которой происходит отказ системы охлаждения БВ, отказ системы вентиляции надводного пространства БВ, вследствие чего происходит нагрев воды в БВ вплоть до температуры кипения при атмосферном давлении. Учитывается выход водорода за счет снижения его растворимости при нагреве воды БВ ОЯТ в ходе запроектной аварии, а также его образование в результате радиолиза воды. Используется консервативное приближение для оценки взрывоопасности смеси газов в надводном пространстве, предполагающее отсутствие водяного пара. Представлены количественная оценка суммарного выхода водорода из воды одного отсека БВ ОЯТ на начальной стадии запроектной аварии с полным обесточиванием АЭС и времена достижения взрывоопасных концентраций водорода. Кроме того, для рассматриваемого объекта определены параметры детонации смеси по критерию «7λ». Показано, что реализация запланированных противоаварийных действий (открытие крышек щелевого перекрытия БВ) является эффективным способом исключения детонации и горения водорода в ходе рассматриваемой аварии.
Ключевые слова
водород, радиолиз воды, растворимость газов в воде, бассейн выдержки отработавшего ядерного топлива, водородная взрывобезопасность, дефлаграция, детонация, РБМК-1000, авария с полным обесточиванием
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
- The Fukushima Daiichi accident. Vienna: International Atomic Energy Agency, 2015.
- Mitigation of hydrogen hazards in severe accidents in nuclear power plants. IAEA-TECDOC-1661. Vienna: International Atomic Energy Agency, 2011. 157 p.
- Kuznetsov M., Yanez J., Grune J., Friedrich A., Jordan T. Hydrogen combustion in a flat semi-confined layer with respect to the Fukushima Daiichi accident. Nucl. Eng. Des., 2015, vol. 286, pp. 36–48. DOI: 10.1016/j.nucengdes.2015.01.016.
- Yanez J., Kuznetsov M., Souto-Iglesias A. An analysis of the hydrogen explosion in the Fukushima-Daiichi accident. International Journal of Hydrogen Energy, 2015, vol. 40, pp. 8261–8280. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2015.03.154.
- Kim D., Kim J. Numerical method to simulate detonative combustion of hydrogen-air mixture in a containment. Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics, 2019, vol. 13, pp. 938–953. DOI: 10.1080/19942060.2019.1660219.
- Gryazev A.S., Osipov A.M., Finoshkina D.V., Tupotilov I.A. Analysis of beyond design basis accident with hydrogen explosion in the at-reactor spent fuel storage pool of NPP with RBMK-1000. Journal of Physics: Conference Series, 2020, vol. 1689, p. 012005. DOI: 10.1088/1742-6596/1689/1/012005.
- НП-001-15. Федеральные нормы и правила в области использования атомной энергии «Общие положения обеспечения безопасности атомных станций». М.: Ростехнадзор, 2016. 75 с.
- НП-040-02. Правила обеспечения водородной взрывозащиты на атомной станции. М.: Госатомнадзор России, 2002. 10 c.
- Кубасов В.Л., Банников В.В. Электрохимическая технология неорганических веществ. М.: Химия, 1989. 288 с.
- Shapiro Z.M., Moffette T.R. Hydrogen flammability data and application to PWR loss-of-coolant accident. USA, 1957.
- Громов Б.В., Савельева В.И., Шевченко В.Б. Химическая технология облученного ядерного топлива. М.: Энергоатомиздат, 1983. 352 c.
- Кабакчи С.А., Пикаев А.К. Методы расчета газовыделения и оценки взрывоопасности радиационно-химических аппаратов с водяным теплоносителем или биологической защитой. Радиационно-химическая технология. Вып. 7. М.: Энергоиздат, 1981. 51 с.
- Dean J.A. Lange's handbook of chemistry. 1999.
- Flame Acceleration and Deflagration-to-Detonation Transition in Nuclear Safety. OECD Nuclear Energy Agency, France, 2000.
- Dorofeev S.B., Kochurko A.S., Efimenko A.A., Chaivanov B.B. Evaluation of the hydrogen explosion hazard. Nuclear Engineering and Design, 1994, vol. 148, pp. 305–316. DOI: 10.1016/0029-5493(94)90116-3.
УДК 621.039.526.034.6+621.039.526.8:536.24
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2025, № 2, c. 211–219
