Феноменология акустических стоячих волн применительно к реакторной установке ВВЭР-1200

08.12.2021 2021 - №04 Физика в ядерной энергетике

Г.В. Аркадов В.И. Павелко В.П. Поваров М.Т. Слепов

https://doi.org/10.26583/npe.2021.4.10

Рассматриваются малоизученные проблемы акустических стоячих волн (АСВ) в главных циркуляционных контурах РУ ВВЭР. Долгое время указанному феномену не уделялось должного внимания как исследователей, так и специалистов АЭС. В общем случае для образования АСВ необходимы акустические неоднородности среды в плоскостях, перпендикулярных направлению распространения продольной волны, в которых происходит скачок акустического сопротивления, что показано авторами на примере решения волнового уравнения. На основании экспериментального материала разработана классификация АСВ, описаны шесть типов АСВ и определены их основные параметры. Построены амплитудные распределения всех основных типов АСВ исходя из фазовых соотношений сигналов датчиков пульсаций давления и акселерометров, установленных на трубопроводах ГЦК. Эти распределения носят общий характер и справедливы для всех типов ВВЭР. Впервые обнаружена глобальность всех низших типов АСВ. Сформулированы четыре свойства-атрибута АСВ. Закономерные температурные зависимости АСВ представляют первый атрибут, который является источником диагностической информации при разогреве (расхолаживании) блока ВВЭР. Получены линейные экспериментальные зависимости частот АСВ от температуры ТН. Экспериментально найдены частоты, на которых происходит резонансное возбуждение ГЦК по причине совпадения частот АСВ и гармоник оборотной частоты главного циркуляционного агрегата (ГЦНА). Выполнена оценка энергии АСВ, которая своим происхождением обязана функционированию ГЦНА. Его работу можно представлять как непрерывное генерирование пульсаций давления, которые в виде бегущей волны падают на неоднородности акустического тракта и после отражения от них образуют стоячую волну.

Ссылки

1. Аркадов Г.В., Павелко В.И., Усанов А.И. Виброшумовая диагностика ВВЭР. / Под ред. А.А. Абагяна. – М.: Энергоатомиздат, 2004. – 344 с.
2. Аркадов Г.В., Павелко В.И., Финкель Б.М. Системы диагностирования ВВЭР. – М.: Энергоатомиздат, 2010. – 391 с.
3. Аркадов Г.В., Павелко В.И., Финкель Б.М. и др. Создание программно-технических комплексов диагностирования оборудования сооружаемых энергоблоков АЭС. / Материалы II Всероссийской научно-технической конференции «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР» 19-23 ноября 2001 г. – Подольск: ОКБ «Гидропресс», 2001. – С. 72-75.
4. Аркадов Г.В., Павелко В.И., Финкель Б.М. и др. Состояние и перспективы применения систем оперативной диагностики для поддержания безопасности энергоблоков с ВВЭР. / Материалы II Всероссийской научно-технической конференции «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР» 19-23 ноября 2001 г. – Подольск: ОКБ «Гидропресс», 2001. – С. 29-31.
5. Аркадов Г.В., Матвеев В.П., Павелко В.И., Финкель Б.М. Программно-технический комплекс системы виброшумовой диагностики РУ ВВЭР // ВАНТ. Сер.: Физика ядерных реакторов. – 2002. – Вып. 3. – С. 37-45.
6. Аркадов Г.В., Павелко В.И., Слепов М.Т. Виброакустика в приложениях к реакторной установке ВВЭР-1200. – М.: Наука, 2018. – 469 стр., ISBN 978-5-02-040138-9.
7. Arkadov G.V., Pavelko V.I., Slepov M.T. Vibration Acoustics Applied to VVER-1200 Reactor Plant. – Singapore: World Scientific, 2021. – 586 p. DOI: https://doi.org/10.1142/12220 .
8. Katona T.J. Possibility of use of noise analysis for identification of reactor conditions during accidents. // World Journal of Nuclear Science and Technology. – 2013. – Vol. 3. – No 3. – PP. 96-105. DOI: https://doi.org/10.4236/wjnst.2013.33017 .
9. Demaziere C. Multi-Physics Modelling of Nuclear Reactors: Current Practices in a Nutshell. // Int. J. Nucl. Energy Science and Technology. – 2013. – Vol. 7(4). – PP. 288-318. DOI: https://doi.org/10.1504/IJNEST.2013.054368 .
10. Павелко В.И., Слепов М.Т., Хайретдинов В.У. Опыт проведения комплексных измерений с использованием разнородных систем на различных этапах пуска энергоблока ВВЭР-1200. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2016. – №.4. – С. 44-54. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2016.4.05 .
11. Федоров А.И., Слепов М.Т. Комплексные измерения диагностических параметров оборудования на блоке 1 НВАЭС-2 в процессе опытно-промышленной эксплуатации. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2017. – № 3. – С. 77-87. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2017.3.07 .
12. Аркадов Г.В., Павелко В.И., Слепов М.Т. Виброакустика ВВЭР-1200. / Материалы XI Международной научно-технической конференции «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР» 21-24 мая 2019 г. – Подольск: ОКБ «Гидропресс», 2019. Электронный ресурс: http://www.gidropress.podolsk.ru/files/proceedings/mntk2019/documents/mntk2019-061.pdf (дата доступа 15.08.21).
13. IEC 61502:1999 Nuclear plants. Pressurized Water Reactors. Vibration monitoring of internal structures. 1999. Электронный ресурс: https://webstore.ansi.org/preview-pages/IEC/preview_iec61502%7Bed1.0%7Db.pdf (дата доступа 15.08.21).
14. Rohde U., Kliem S., Grundmann U. et al. The Reactor Dynamics Code DYN3D – Models, Validation and Applications. // Progr. Nucl. Energy. – 2016. – Vol. 89. – P. 170. DOI: https://doi.org/10.1016/j.pnucene.2016.02.013 .
15. Kozmenkov Y., Kliem S., Rohde U. Validation and Verification of the Coupled Neutron Kinetic/Thermalhydraulic System Code DYN3D/ATHLET. // Ann. Nucl. Energy. – 2015. – Vol. 84. – PP. 153-165. DOI: https://doi.org/10.1016/j.anucene.2014.12.012 .
16. Demaziere C., Pazsit I. Development of a Method for Measuring the Moderator Temperature Coefficient by Noise Analysis and its Experimental Verification in Ringhals-2. // Nuclear Science and Engineering. – 2004. – Vol. 148. – PP. 1-29. DOI: https://doi.org/10.13182/NSE04-A2437 .
17. Andersson T., Demaziere C., Nagy A. et al. Development and Application of Core Diagnostics and Monitoring for the Ringhals PWRs. // Progr. Nucl. Energy. – 2003. – Vol. 43. – No. 1. – PP. 35-41. DOI: https://doi.org/10.1016/S0149-1970(03)00006-4 .

акустическая стоячая волна ВВЭР-1200 датчик пульсации давления главный циркуляционный агрегат автоспектральная плотность мощности взаимная спектральная плотность мощности активная зона техническое диагностирование

Ссылка для цитирования статьи: Аркадов Г.В., Павелко В.И., Поваров В.П., Слепов М.Т. Феноменология акустических стоячих волн применительно к реакторной установке ВВЭР-1200. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2021. – № 4. – С. 110-121. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2021.4.10 .