Теплогідравличні особливості проникнення струменів розплаву ядерного палива у підреакторний басейн з водою в аварійних ситуаціях
DSpace at NTB NTUU KPI
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Теплогідравличні особливості проникнення струменів розплаву ядерного палива у підреакторний басейн з водою в аварійних ситуаціях
|
|
| Creator |
Вахід Хасані 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, 2011. У дисертаційній роботі виконано дослідження актуальної проблеми моделювання теплогідравлічних процесів для розробки пасивних систем захисту від тяжких аварій на АЕС з підреакторним басейном з водою, а також запропоновано вирішення важливого науково-технічного завдання, спрямованого на подальше вдосконалення таких систем захисту. В результаті виконаних робіт здійснено науково-технічне обґрунтування пасивних систем захисту від тяжких аварій із застосуванням підреакторного басейну охолоджувача. Для початкової стадії аварії виявлено, що в області коротких згинальних хвиль інкремент наростає зі збільшенням довжини хвилі, а глибина проникання струменя в басейн (довжина незруйнованої частини струменя), відповідно падає (чим більша швидкість струменя, тим інтенсивніше). Проведені обчислювальні експерименти підтвердили правдивість отриманих раніше результатів. В цілому, одержані результати показують основні закономірності взаємодії розплаву з охолоджувачем упродовж тяжкої аварії реактора і дозволяють вивчати розпад струменів і крапель при охолодженні розплаву. Основну увагу в цій роботі зосереджено на моделюванні проникнення тонких та товстих струменів високотемпературного коріуму в випаровувальний охолоджувач у 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 цей 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, 2011. В диссертации представлен критический анализ современных достижений в области моделирования процессов удержания ядерного топлива внутри контейнмента АЭС при тяжелой аварии с разрывом корпуса реактора и истечением расплава кориума в подреакторное пространство. На основе обзора исследований струйного взаимодействия расплава с водой в подреакторном пространстве и анализа их важности для безопасности АЭС делается вывод об актуальности исследований характера внедрения струй высокотемпературного расплава в бассейн с испаряющимся охладителем и отмечаются наиболее важные не исследованные задачи. Основное внимание в данной работе уделено моделированию проникания тонких и толстых струй кориума в сценарии пассивной системы защиты от тяжелой аварии с бассейном воды в подреакторном пространстве. Определены особенности таких струй и получены закономерности их внедрения в бассейн, позволяющие рассчитывать данный вид пассивных систем защиты от тяжелых аварий, которые успешно внедрены на нескольких скандинавских реакторах. В области коротких изгибных волн инкремент нарастает с увеличением длины волны, а глубина проникания струи в бассейн (длина нераспавшейся части струи), соответственно, падает (чем больше скорость струи, тем интенсивнее). Проведенные вычислительные эксперименты подтвердили справедливость полученных ранее результатов в рамках линейной теории устойчивости и позволили оценить их точность. Установлено также их соответствие результатам экспериментальных исследований. они дают адекватное представление об основных закономерностях взаимодействия расплава с охладителем во время тяжелой аварии реактора и позволяют изучать распад струй и капель при охлаждении струй расплава. Разработана новая математическая модель внедрения высокотемпературной струи расплава в испаряющийся охладитель с учетом воздействия пара. Дано описание физической модели изучае мого процесса, на основе которого проведена разработка математической модели, а также выполнен анализ допущений и упрощений поставленной краевой задачи. Кроме формулировки размерной краевой задачи, приведена и безразмерная форма записи с анализом полученной безразмерной математической модели. Модель позволяет проводить исследование процесса проникания струй расплава в бассейн охладителя, определять размеры фрагментов, образующихся в результате распада струй, изучать процесс их охлаждения, оценивать глубину проникания струй в бассейн. На основе разработанной математической модели проведен вычислительный эксперимент по внедрению струй расплава в подреакторное пространство с водой. Выполненные расчеты в широком диапазоне варьируемых параметров позволили установить глубину проникания струй в бассейн до их разрушения на капли и фрагменты, а также оценить размеры фрагментов, образующихся в результате распада струй вследствие неустойчивости их свободной поверхности, развиваемой под действием интенсивного испарения охладителя при его взаимодействии с высокотемпературным расплавом кориума. Кроме того, модель охлаждения капель расплава в бассейне позволяет оценить эволюцию температурного поля, что важно для контроля теплового состояния системы. Полученные результаты важны для оценки ядерной безопасности и построения систем пассивной защиты от тяжелых аварий. Они могут быть использованы при решении других задач о проникании высокотемпературных струй в пространство испаряющегося охладителя. 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, 2011. The dissertation is devoted to a study of the thermal hydraulic peculiarities of the high-temperature corium melt interaction with a volatile coolant during severe accidents at the nuclear power plants. The problem is of concern to the development and implementation of the passive protection systems against severe accidents, which have a great importance for a guaranteeing the safe operation of the NPP. For the construction and introducing the passive protection systems it is necessary to carry out the simulation of the 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 the NPPs. The modeling results of the bending perturbations of a melt jet in a coolant pool and disintegration of the jets on the drops are presented. It is shown that among the problems requiring studies for the improvement of the passive protection systems against severe accidents at NPP there are disintegration of the thin jets due to bending instability and the jet penetration length into volatile coolant pool. These problems belong to the initial stage of the severe accident in containment by the corium melt jet spreading in a water pool under the reactor vessel. The successful solution of these problems predetermines an effectiveness of the passive protection systems against severe accidents at the NPPs. Then the mathematical model developed and some results of its application to an element of a passive protection system against severe accidents at NPP with water pool under reactor vessel for corium melt and particles’ cooling are presented. This element of a system is a penetration behavior of a high-temperature corium jet into a volatile coolant pool, with account of the vapor produced on a melt jet penetration. Success of the problem solution determines an effectiveness and durability of the passive protection system against severe accidents. Therefore the results obtained may be useful for the development and calculation of such passive protection systems at the NPPs. |
|
| Publisher |
Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут"
|
|
| Date |
2012-04-10T15:27:29Z
2012-04-10T15:27:29Z 2012 |
|
| Type |
Thesis
|
|
| Identifier |
http://library.kpi.ua:8080/handle/123456789/1669
|
|
| Language |
uk
|
|