Экспериментальная оценка влияния контактной конденсации парогазовой смеси на работу пассивных систем безопасности ВВЭР

22.03.2017 2017 - №01 Безопасность,надежность и диагностика ЯЭУ

А.В. Морозов А.Р. Сахипгареев

https://doi.org/10.26583/npe.2017.1.02

Представлены результаты экспериментального исследования влияния контактной конденсации парогазовой смеси на работу пассивных систем безопасности АЭС с ВВЭР и парогенератора в аварийном конденсационном режиме. Контактная конденсация имеет место при подаче недогретой жидкости в объем гидроемкости дополнительной системы пассивного залива активной зоны реактора ВВЭР в присутствии накопленных неконденсирующихся газов. Вода, подаваемая в гидроаккумуляторы второй ступени,может быть использована для увеличения времени работы парогенератора ВВЭР в конденсационном режиме и обеспечения более длительного охлаждения активной зоны. Особенностью исследованных процессов являлась малая скорость истечения воды (менее 1 м/с), вызванная необходимостью обеспечить пассивный характер работы систем безопасности.

Опыты проводились на экспериментальной установке при параметрах, характерных для первого контура реакторной установки через сутки после начала аварии, и различных концентрациях газов в парогазовой смеси. В качестве неконденсирующихся газов были использованы азот и гелий, в целях безопасности заменяющий водород. По результатам проведенных опытов установлено, что увеличение концентрации неконденсирующихся газов в объеме модели гидроемкости до 45% приводит к снижению интенсивности контактной конденсации пара из парогазовой смеси на ~29% в эксперименте с азотом и на ~57% – с гелием. Данные, полученные в результате проведения экспериментов, можно использовать для расчетного моделирования аварийных процессов в реакторной установке ВВЭР во время работы комплекса пассивных систем безопасности с учетом отвода парогазовой смеси из парогенератора за счет подачи недогретой жидкости в объем гидроемкостей второй ступени.

Ссылки

1. Калякин С.Г., Сорокин А.П., Пивоваров В.А., Пометько Р.С., Селиванов Ю.Ф., Морозов А.В., Ремизов О.В. Экспериментальные исследования теплофизических процессов в обоснование безопасности ВВЭР нового поколения // Атомная энергия. – 2014. – Т. 116. – Вып. 4. – С. 241-246.
2. Морозов А.В. Теплогидравлическое обоснование работоспособности системы пассивного залива активной зоны реактора ВВЭР: автореф. дис. канд. техн. наук. – Обнинск, 2004.
3. Морозов А.В., Ремизов О.В. Экспериментальное обоснование проектных функций дополнительной системы пассивного залива активной зоны реактора ВВЭР // Теплоэнергетика. – 2012. – № 5. – С. 22-27.
4. Лукьянов А.А., Зайцев А.А., Морозов А.В., Попова Т.В., Ремизов О.В., Цыганок А.А., Калякин Д.С. Расчетно-экспериментальное исследование влияния неконденсирующихся газов на работу модели парогенератора ВВЭР в конденсационном режиме при запроектной аварии // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2010. – № 4. – С. 172-182.
5. Maltsev M. Additional information on modern VVER Gen III technology // Proceedings of OECD/NEA Workshop on Innovations in Water-cooled Reactor Technologies, Paris, France, February 11-12, 2015.
6. Беркович В.М., Таранов Г.С., Калякин С.Г., Ремизов О.В., Морозов А.В. Разработка и обоснование технологии удаления неконденсирующихся газов для обеспечения работоспособности системы пассивного отвода тепла // Атомная энергия. – 2006. – Т. 100. – Вып. 1. – С. 13-19.
7. Kopytov I.I., Kalyakin S.G., Berkovich V.M., Morozov A.V., Remizov O.V. Experimental investigation of non-condensable gases effect on Novovoronezh NPP-2 steam generator condensation power under the condition of passive safety systems operation // Proceedings of the 17-th International Conference on Nuclear Engineering 2009, ICONE17. – Brussels, 2009. – PP. 735-743.
8. Исаченко В.П. Теплообмен при конденсации. – М.: Энергия, 1977.
9. Кутателадзе С.С. Теплопередача при конденсации и кипении. – М.: Машгиз, 1952.
10. Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика. – М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1959.
11. E. Kulic, E. Rhodes. Heat transfer rate to moving droplets in air/steam mixtures // Proceedings of 6-th International Heat Transfer Conference. – Toronto, 1978. – Vol. 1. – PP. 469-474.
12. Прандтль Л. Гидроаэромеханика. – Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2000.
13. Иванов В.И. Теплоотдача при конденсации пара на сплошных струях жидкости в конденсаторах смешивающего типа: автореф. дис. . канд. техн. наук. – Санкт-Петербург, 1993.
14. 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.
15. E. Porcheron, P. Lemaitre, A. Nuboer, V. Roshas, J. Vendel. 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.
16. M. Takahashi, A. K. Nayak, H. Murakoso, S. Kitagawa. Study on vapor condensation heat transfer on liquid spray // Proceedings of 7th International Conference on Nuclear Engineering, ICONE-7481. Tokyo, Japan, April 19-23, 1999.
17. Морозов А.В., Сахипгареев А.Р. Исследование влияния процессов конденсации пара из парогазовой смеси на струе жидкости на работу парогенератора ВВЭР в конденсационном режиме // ВАНТ. Сер.: Ядерно-реакторные константы. – 2016. – № 3. – С. 100-110.
18. Berkovich V.M., Peresadko V.G., Taranov G.S., Remizov O.V., Morozov A.V., Tsyganok A.A., Kalyakin D.S. Experimental study on Novovoronezh NPP-2 steam generator model condensation power in the event of the beyond design basis accident // Proceedings of International Congress on Advances in Nuclear Power Plants 2010, ICAPP 2010. – San Diego, CA, 2010. – PP. 186-192.
19. Морозов А.В., Ремизов О.В. Экспериментальное исследование работы модели парогенератора ВВЭР в конденсационном режиме // Теплоэнергетика. – 2012. – № 5. – С. 16-21.

ВВЭР парогенератор конденсационный режим контактная конденсация неконденсирующиеся газы парогазовая смесь

Ссылка для цитирования статьи: 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. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2017.1.02 .