ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСОЯШЯ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.
1 1. Требования к моделированию твэлов на крупномасштабных стендах
1 2 Анализ состояния вопроса по конструкциям и технологиям изютовчения
эл ектрообогревасмых имитаторов твэлов
1.2.1. Имитаторы твэлов прямого иарева.
1.2.1. Имитаторы твэюв косвенною нагрева
1.3 Выводы к главе 1
ГЛАВА 2. РАЗРА1ЮКА ИМИГАЮРОВ КОСВЕННОГО НАГРЕВА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ АВАРИЙНЫХ РЕЖИМОВ ПА СI ЕНДАХ ПСГ ВВЭР И ПСЕ РБМК
2 1. Обоснование выбора базовой конструкции и техно юии ииоговлепия ими л орд
твэ и косвенноо нагрева.
2 2 Выбор материалов элементов конструкции имитатора твзла
2 3 Разработка конструкции и техно юг ни изготов ения имитатора твэ ы косвенного
нагрева .
2 4 Экспериментальное определение допустимой плотности тепловою потока имитатора
тпэ ка косвенною нарева с промежуточной оболочкой
2 5 Разработка имитаторов твэюв косвенною нагрева для исследования аварийных режимов на стенде ПСБ ВВЭР.
2 5 1. Разработка имитатора твэла косвенною нарева с мощностью, соответствующей мощности твэча на уровне остаточного тепловыделения.
2.5.2. Разработка имитатора твэла косвенною нарева реактора ВВЭР с неравномерным профилем тепловыделения е мощностью, соответствующей номинальной для твэла ВВЭР
2 6 Разработка имитаторов твэлов косвенною нагрева .тля исследования аварийных режимов на стенде ПСБ РБМК .
2 7. Выводы к маис 2
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТ КА ИМИ ГА 1ОРОВ 1ВЭЛОВ ПРЯМОГО НАГРЕВА
3.1. Исходные данные и технические требования к разработке .
3 2 Разработка конструкции и техно имии ил отопления имитаторов твэлов
3 3 Ил отопление опытных имитаторов твэ юв
3 4 Выводы к главе 3
ГЛАВА4. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАК1ЕРИСИК ИМИТАТОРОВ
I ВЭЛОВ.
4 1 Определение тепдофизических характеристик имитаторов твэлов косвенного нарева в стационарных условиях
4.2. Определение характеристик имитаторов твэлов косвенною нарева в динамических условиях
4.3. Выводы к главе 4
ВЫВОДЫ.
ЛИ IЕРАТУРА
Список рисунков
Рис 1.1 Имитатор твэла .
Рис 1 2 Имитатор твэла i .
Рис. 1 3 Имитатор твэла ВВЭР0 для исследования стадии повторного залива. .
Рис. 1 4 Имитатор твэла ВВЭР с трехступенчатым но длине тепловыделением.
Рис 1 5 Имитатор твэла, разработанный в ФЭИ, с электроизоляционным материалом в виде
вт.юк и порошка
Рис. 1 6 Имитатор твзла РБМК
Рис 1 7 Имитатор твзлл 1 ятя реактора .
Рис 1 8 Имитатор твэла ЛВВ. .
Рис 2 1 Конструкция имитатора твэ та косвенною нагрева с промежуточной оболочкой РУ
ВВЭР . .
Рис. 2 2 Фотография поперечно о разреза образца имитатора твэла
Рис 2.3 Фоторлфня внешнего вида места разрушения образца имитатора твэ та после
испытаний
Рис 2 4 Корпус с моделью ТВС ВВЭР
Рис. 2 5 Профиль тепловыделения твэла РУ ВВЭР.
Рис. 2 6 Зависимость температуры в центре нагревательною стержня от ею диаметра на участке максимальной мощности имитатора твэла РУ ВВЭР мощностью кВт Рис. 2.7 Имитатор твэла косвенною нарева РУ ВВЭР мощностью кВт с
неравномерным профилем тепловыделения.
Рис 2 8 Узел компенсации имитатора твэ а РУ ВВЭР мощностью кВт
Рис 2 9 емиературньн режим имитатора твэ ы РУ ВВЭР при циклических
испытаниях набросовебросов мощности
Рис. 2 Температурный режим имитатора твэла РУ ВВЭР при испытаниях заливом
охлаждающей водой
Рис 2 Экспериментальны канал ИСК РБМК с моделью I ВС . .
Рис. 2 ВС РУ РБМК .
Рис. 2 Зависимость напряжения электрического тока от диаметра нагревательного
стержня д я имитаторов твэлов РУ РБМК
Рис. 2 . Зависимость силы электрическою тока от диаметра нагревательною стержня д я
имитаторов твэлов РУ РБМК
Рис. 2. Зависимость температуры в центре нагревательною стержня о г диаметра яля
имитаторов твэлов РУ РБМК
Рис. 2. Имитатор твэла мощностью 7 кВт стенда ПСБ РБМК.
Рис. 3.1 Плавный и ступенчатый профили тепловыделения имитатора твэ i
Рис. 3 2 Имитатор гвэда прямого нагрева реактора
Рис 3 3 Геометрические размеры злютовки после первых 4х технологических переходов
Рис 3 4 Но ученне наружною диаметра имитатора твэ а па участке 8,9 и ступенек .
Рис 3 5 Формообразование внутренних размеров одной из ступенек нагревательной части
имиаюратвз и .
Рис 3 6 Конфигурация рабочих поверхностей бойка .
Рис 3 7 Измерение вуренних диаметров ступенек свыше 6 мм. . . . .
Рис 3 8 Измерение внутренних диаметров меньше 6 мм .
Рис 4 1 Зависимость от температуры коэффициента теплопроводности периклазаиз
раз тичных литературных источников
Рис 4 2 Фоторлфня поперечно о сечения образна имитатора твэла .
Рис 4 3 Температурные режимы при определении теплопроводности перикдаза и обрате
имитатора твэ 1а РУ ВВЭР
Рис 4.4 Коэффициент теп юнронодносги перикдаза образна имитатора твэ ы РУ ВВЭР1
Рис 4 5 Аккумулированная теп юта имитатором твэла РУ ВВЭР в зависимости от
нлопюсги тепловою потока
Рис 4 6 По уло1 лрифмические кривые о юждения имитаторов твэлов и реальною твэ та.
Список таблиц
Таблица 1.1 Основные критерии подобия при различных методах моделирования
Тлб ища 2.1 Технические характеристики стенда ВОС1
Таблица 2.2 Режимы испытаний обра щов имитатора твэла косвсиног о нарева . .
I аб ища 2 3. Парамерь нагревательною стержня имитатора твэ а
Таб ища 2 4 Характеристики каналов стенда ПСБ РБМК
Таблица 2 5 Режимы испытании имитатора твэ РБМК набросах сбросах мощности.
I аблина 2.6 Режимы испытании имитатора тв а РБМК при заливе холодной водой .
аб.ишаЗ 1 Геометрические размеры нагревательной части имитаторов твэлов прямою
нарева .
Таблица 4.1 Характеристики порошка периклаза марки КМАОН.
I аблина 4.2 Основные размеры образца имитатора твэла
I полипа 4.3 Результаты измерений коэффициента теплопроводности периклаза . .
Габ ища 4 4 Теплофизические свойства материалов . . .
Таб ища 4.5 Аккумулированное тепло имитаторами твэлов
Таблица 4.6 Характеристики имитаторов твэтов и реальною твэла ВВЭР в динамических условиях.
Обозначении
АЭС атомная э екросланиии I ВС теп юпыде яюиая сборка АЗ активная зона ТВЭ 1 ТС1ГЮКЫЛС 1ЯОЦНИ Э СМСТ
ВВЭР водоводяиои энерютический реактор
РБМК реактор ботыной мощности канальный
ПСП ВВЭР полномасштабный стенд безопасности ВВЭР
ГСБ РБМК полномасштабный стенд безопасности РБМК
ГЦГ главный циркуляционный трубопровод
I ЭН трубчатый элекфонафеватедь
РУ реакторная установка
АIII авария с потерей тон юносшсля
МПА максимальнопроектная авария
ГЦН данный циркуляционный насос
ФШ устройство контро 1Я и ретудировки
ПЭВМ персональная электровычиедительная машина
КСИ компенсационный самопишущий прибор
КС кризисный стенд
ii
i
линейным масштаб
0 объемный масштаб т масштаб площа
внутренний диамер трбы, м дй на, м высота, м диамер стержня
1 сила тока, А
мощность, Вт
электрическое сопротивление, Ом Т, температура, иК, С
Ср7С ОСМкОСЬ при постоянном давлении, ДККГ С
чти число Нссельта
Рг число Ирандгля
Ис число Рснно ьдса
г время, с
у скорость, мс
плотность тептовой поток, Втм а коэффициент теплообмена, Втм2 С к коэффициент
Индексы
пом номинальный ср средний
0 начальные условия выт вытяжка
макс максимальный п периклаз обол оболочка и нагревательный стержень ж вода к капа
э экспериментальный р расчетный я насыщение
1 линейный
нов поверхностный V объемный
Т ТВЭЛ
им имитатор твээта ъ вы со а вч вход выч выход
Условные обозначения, не вошедшие в список, поясняются в тексте
ввкдснис
Современный этап рашшия атомной энергетики как в России, так и за рубежом характеризуется ужесточением требований но обеспечению безопасной эксплуатации АЭС с одновременным совершенствованием конструкций ТВС с цемыо повышения конкурентоспособности атомной энергетики.
В ситу специфики функционирования АЭС и ядерною реактора, как наибо ее важною состав яюще о этемента, решение огромною перечня научнотенически задач непосредственно в натурных условиях в подавляющем ботынинстве случаев невозможно Поэтому с самою начала развития атомной опер епки экспериментальные исследования тетпофизичеекпх процессов, протекающих в активной зоне, проводят на специальных стендах с испотьзованием моделей ВС, в которых тепловыделение обеспечивается имитаторами твэлов за счет пропускания электрическою тока Конструктивно имитаторы твэтов разделяются на 2 типа имитаторы твэлов прямою нагрева и косвенною парева В имитаторах твэлов прямою нарева тепловая энертия выделяется при прохождении электрического тока но трубке с наружным диметром равным диаметру твэла В имитаторах косвенною нарева э екронагреваемьш проводник отделен от наружной трубы оболочки слоем эдектроизо ЯШОННОЮ материала, и поэтому при их использовании не требуется допошителыюи электроизоЯЩШ частей экспериментальною стенда Имитаторы твэтов с э ектрообогрсвом используются и основном для задач, связанных с безопасной эксн уатациеи АЗ ядерною реактора. Эти задачи можно разделить на исследования аварий с потерей теплоносителя и кризиса теплоотдачи. В модели ВС сформированной из имитаторов твэлов, для правильною воспроизведения температурных режимов при проведении исследований дошил собподаться следующие параметры высота активной зоны, диаметр имитаторов твэ юв, проходные сечения Число имитаторов твэлов при этом в модели уменьшается в соответствии с коэффициентом масштабирования 1. Надежность
достоверность результатов может быть наибочсс полно обеспечена проведением экспериментальных исследовании на крупномасштабных стендах, которые подразделяюся на 2 тина фрагмептные и иптсфальпые Первые моделируют компоненты циркуляционного контура АЭС иаибосс часто АЗ, вторые циркуляционный кошур АЭС с основными у нами и предназначены дя исследования поведения контура в переходных и аварийных режимах
Объектом исследования явчяются имитаторы тпэлов для исследования аварийных режимов и кризиса теплоотдачи на электрообогревасмых стендах.
Актуальность
- Київ+380960830922