Моделювання утримання палива всередині контейнмента під час тяжких аварій на АЕС
DSpace at NTB NTUU KPI
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Моделювання утримання палива всередині контейнмента під час тяжких аварій на АЕС
|
|
| Creator |
Алі Хасан Могаддам
|
|
| Description |
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.14.14 – Теплові та ядерні енергоустановки. – Національний технічний університет України «КПІ», Міністерство освіти і науки України, Київ, 2008. В дисертації здійснено аналіз проблеми утримання розплаву ядерного палива всередині контейнмента під час тяжких аварій на АЕС, конче важливої для досягнення безпечної експлуатації атомних електростанцій. В ядерних реакторах третього покоління, які приходять на заміну існуючим реакторам другого покоління, наявність пасивної системи захисту від тяжких аварій – обов’язкова вимога. Для розробки та впровадження систем пасивного захисту необхідне моделювання різних теплогідравлічних процесів, характерних для перебігу гіпотетичних аварій. Основну увагу в пропонованій роботі зосереджено на моделюванні проникнення тонких та товстих струменів коріуму (розплаву ядерного палива з супутними домішками від конструкцій та бетону під час аварії) в сценарії пасивної системи захисту від тяжкої аварії з басейном води у підреакторному просторі. Визначені важливі особливості таких струменів та одержані закономірності їх занурення в басейн, що дозволяють успішно розраховувати такий вид пасивних систем захисту від тяжких аварій на АЕС . Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.14.14 – Тепловые и ядерные энергоустановки. – Национальный технический университет Украины «КПИ», Министерство образования и науки Украины, Киев, 2008. В диссертации представлен анализ проблемы удержания расплава ядерного топлива внутри контейнмента во время тяжелых аварий на АЭС, имеющей большое значение для безопасности атомных электростанций. В ядерных реакторах третьего поколения, идущим на смену существующим реакторам второго поколения, наличие пассивной системы защиты от тяжелых аварий – обязательное требование. Для разработки и внедрения систем пассивной защиты необходимо выполнить моделирование теплогидравлических процессов при протекании гипотетических аварий. Основное внимание в данной работе уделено моделированию проникания тонких и толстых струй кориума (расплава ядерного топлива с сопутствующими добавками от конструкций и бетона во время аварии) в сценарии пассивной системы защиты от тяжелой аварии с бассейном воды в подреакторном пространстве. Определены важные особенности таких струй и получены закономерности их внедрения в бассейн, позволяющие успешно рассчитывать данный вид пассивных систем защиты от тяжелых аварий, которые успешно внедрены на нескольких скандинавских реакторах. Тонкие струи отвечают начальной стадии тяжелой аварии в контейнменте АЭС после разрушения корпуса реактора, когда струя сравнительно тонкая (1-2 см в диаметре) и при ее распространении в бассейне с водой вследствие воздействия интенсивных встречных струй пара, образующихся из-за испарения воды от высокотемпературной струи внедряющегося расплава, имеют место изгибные колебания оси струи расплава. При нарастании во времени изгибные колебания оси струи вызывают ее разрушение на фрагменты, размеры которых определяются на основании разработанных моделей для длины наиболее быстро растущих мод колебаний. Толстые струи (10-20 см в диаметре) отвечают поздней стадии тяжелой аварии в контейнменте АЭС, когда истекающие из разрушенного корпуса реактора высокотемпературные и химически агрессивные струи расплава кориума резко выходят в подреакторный бассейн с водой, вызывая бурное кипение воды в бассейне, разрушение свободной поверхности струй расплава при их взаимодействии с паровыми струями (неустойчивость Кельвина-Гельмгольца), дробление и постепенное фрагментирование струи при ее внедрении в бассейн. Капли, полученные в результате дробления струи, остывают и застывают в твердые частицы. В диссертауции развиты математические модели для двух типов вышеуказанных струй и проведено моделирование на ЭВМ основных особенностей их внедрения в бассейн с водой. Полученные результаты важны для оценки ядерной безопасности и построения систем пассивной защиты от тяжелых аварий. Они также могут быть использованы во многих задачах техники, химической технологии и других, где есть необходимость расчета распространения струй одной жидкости (газа) в пространство, заполненное другой жидкостью, в том числе – при значительной разнице в их плотностях. The candidate of engineering science degree thesis by speciality 05.14.14 – Heat and nuclear power plants. – National Technical University of Ukraine «KPI», Ministry of education and science of Ukraine, Kyiv, 2008. The dissertation is devoted to the simulation problems of the retention of a corium inside a containment during the severe accidents at the nuclear power plants (NPP), which have a great importance for a guaranteeing the safe operation of the NPP. In the reactors of the third generation, which be necessary at the change to the operable reactors of the second generation, the passive system for NPP protection against the severe accidents is mandatory. For the construction and introducing the passive protection systems it is necessary to carry out the simulation of different thermal hydraulic processes with the hypothetical severe accidents’ scenario, in order to be acquainted with the processes taking place during the postulated severe accidients at NPPs. This study is focused on a modeling and simulation of the thin and thick corium jets’ penetration into a pool in a scenario of the severe accidents at the NPP with a water pool under the reactor vessel. Corium is a melt of nuclear fuel with a concrete and metal constructions melted and burned. The most important features of a jet penetration into a water pool have been got, which allowed successful calculating the parameters of the passive protection systems against severe accidents at NPP. |
|
| Publisher |
НТУУ "КПІ"
|
|
| Date |
2011-09-23T12:24:11Z
2011-09-23T12:24:11Z 2009 |
|
| Type |
Thesis
|
|
| Identifier |
http://library.kpi.ua:8080/handle/123456789/1120
|
|
| Language |
uk
|
|