Расчетно-экспериментальное исследование повторного залива модельных тепловыделяющих сборок ВВЭР при максимальной проектной и запроектной авариях тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ
|
Базюк, Сергей Сергеевич
АВТОР
|
||||
|
кандидата технических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Москва
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2011
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
01.04.14
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
48493
На правах рукописи
БАЗЮК СЕРГЕИ СЕРГЕЕВИЧ
РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЫЮЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВТОРНОГО ЗАЛИВА МОДЕЛЬНЫХ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ СБОРОК БВЗР ПРИ МАКСИМАЛЬНОЙ ПРОЕКТНОЙ II ЗАПРОЕКТНОЙ АВАРИЯХ
Специальность: 01.04.14 - "Теплофизика и теоретическая теплотехника"
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
МОСКВА-2011
9 ИЮН 2011
4849319
Работа выполнена в Московском энергетическом институте (техническом университете) на кафедре Инженерной теплофизики.
Научный руководитель: доктор технических наук, проф.
Кузма-Кичта Юрий Альфредович
Официальные оппоненты: доктор технических наук
Сергеев Виктор Васильевич кандидат физико-математических наук Волчек Александр Михайлович
Ведущая организация: Институт проблем безопасного развития атомной энергетики РАН (ИБРАЭ РАН)
Защита состоится 24 июня 2011 года в 10:00 на заседании диссертационного совета Д 212.157.04 при Московском энергетическом институте (техническом университете) по адресу: 111250, Москва, Красноказарменная ул., д. 17, корп. Т, кафедра Инженерной теплофизики, комн. Т-206.
С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Московского энергетического института (технического университета). Автореферат разослан о&З мая 2011 года
Отзывы на автореферат с подписями, заверенными печатью учреждения, просим посылать на адрес: 111250, Москва, ул. Красноказарменная, д.14, Ученый Совет МЭИ (ТУ).
Ученый секретарь
диссертационного совета Д 212.157.04 к.ф.-м.н., доцент _/
Мика В.И.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. За время существования атомной энергетики произошли аварии на различных АЭС и среди них - три наиболее крупные: Три Майл Айлэнд (28.03.1979), Чернобыльская (26.05.1986), Фукусима Даи-ичи (11.03.2011). Произошедшие катастрофы убеждают в необходимости проведения исследований максимальных проектных (МПА), запроектных (ЗПА) и тяжелых аварий на АЭС. Поэтому в настоящее время во всем мире, в том числе и в России, проводится более детальный анализ безопасности атомных станций на всех стадиях эксплуатации и, прежде всего, в условиях аварии ЯЭУ.
Знания о механизме каждой из стадий необходимы для анализа безопасности реакторной установки и поиска средств управления аварией. Исследование первой и второй стадий является наиболее целесообразным, так как принимаемые меры для предотвращения дальнейшего развития аварии в этих условиях наиболее эффективны. Однако если авария перешла в запроектную стадию, необходимо, чтобы и в этих условиях методы и средства управления аварией оставались эффективными для недопущения ее перехода в тяжелую стадию. Для разработки рекомендаций по управлению аварией на всех стадиях ее протекания для проектируемых и эксплуатирующихся АЭС необходимо исследовать повторный залив тепловыделяющих сборок (TBC) в условиях, близких к реальным.
В настоящее время исследуется повторный залив с образованием водорода при моделировании проектных и запроектных аварий на одиночных имитаторах твэлов и модельных TBC ВВЭР и PWR на стендах ПАРАМЕТР (подача охлаждающей воды снизу (НЗ), сверху (ВЗ) или комбинированным способом, Россия) и Quench (подача охлаждающей воды снизу, Германия).
Однако сложные геометрия каналов и структуры нестационарного многофазного потока, высокие параметры среды обусловливают трудности моделирования и недостаточную изученность процессов тепломассообмена, возникающих при аварийном охлаждении. Имеющиеся данные по повторному заливу модельных сборок ВВЭР крайне ограничены. Отсутствуют массивы данных и обобщающие соотношения по скорости фронта смачивания (ифр) одиночных имитаторов твэлов и модельных TBC ВВЭР из штатных конструкционных элементов при заливе сверху и снизу в условиях разгерметизации и раздутия окисленных оболочек. Необходимо проводить верификацию существующих расчетных кодов для анализа процессов разогрева и охлаждения твэлов ВВЭР в условиях аварии с потерей теплоносителя при изменении площади проходного сечения. Необходимо разрабатывать методику оценки ос-
новных характеристик расхолаживания при повторном заливе снизу и сверху одиночных имитаторов твэлов и модельных TBC ВВЭР в условиях МПА и ЗПА. На решение вышеприведенных задач направлена настоящая работа, что обуславливает ее актуальность.
Целью работы является расчетно-экспериментальное исследование повторного залива одиночных имитаторов твэлов и модельных тепловыделяющих сборок ВВЭР из штатных конструкционных элементов при максимальной проектной и запроектной авариях.
Научная новизна:
- впервые получены массив данных и обобщающее соотношение для скорости фронта смачивания одиночных имитаторов твэлов и модельных TBC ВВЭР при заливе снизу в условиях разгерметизации и раздутия окисленных оболочек. Установлена зависимость ифр от температуры оболочки, массового
расхода охлаждающей воды и подведенного тепла. Показано, что на скорость фронта смачивания влияют также раздутие и разгерметизация оболочки, окисление поверхности и возможно изменение ифр до 3 раз по длине и сечению
модельной TBC. Обнаружено, что известные соотношения в исследованных условиях предсказывают скорость фронта смачивания до 2-3 раз больше, чем в эксперименте;
- впервые получены массив данных и обобщающее соотношение для скорости фронта смачивания модельных TBC ВВЭР из штатных конструкционных элементов с окисленными оболочками при заливе сверху. Установлена зависимость иф от температуры оболочки, массового расхода охлаждающей воды. Обнаружено, что влияние температуры оболочки на скорость фронта смачивания более существенное, чем при заливе снизу;
- обработаны температурные режимы 20 экспериментов по повторному заливу одиночных имитаторов твэлов (НЗ) и 23 - модельных 19-ти и 37-ми стержневых TBC ВВЭР (НЗ и ВЗ) на стенде ПАРАМЕТР. Диапазоны изменения режимных параметров в опытах: с одиночными имитаторами - максимальная температура оболочки до залива Гст0 = 760-1190 "С, расход подачи воды залива pw = 12- 78 кг/(м2-с), мощность, имитирующая остаточное тепловыделение, qi = 0+4,5 кВт/м, температура воды на входе в РУ Тт = 20 °С; модельными TBC ВВЭР - Того = 500-1160 °С (НЗ), Т^ = 460-1490 °С (ВЗ), pw = 13- 19,5 кг/(м2-с) (ВЗ), pw = 49-81 кг/(м2-с) (НЗ), АТнед = 80-120 °С. Во всех экспериментах оболочки окисленные, а в ряде - раздутые и разгерметизированные;
- совместно с ОКБ "Гидропресс" подтверждена применимость расчетных моделей, реализованных в кодах КАНАЛ-97, КОРСАР/ГП, для анализа процессов
разогрева и охлаждения твэлов ВВЭР при аварии с потерей теплоносителя в условиях изменения площади проходного сечения для теплоносителя до 5% вследствие раздутия их оболочек;
- усовершенствована балансовая методика оценки основных характеристик расхолаживания при повторном заливе снизу или сверху одиночных имитаторов твэлов и модельных TBC ВВЭР в условиях МПА и ЗПА, удовлетворительно описывающая опытные данные в диапазоне температур до 1200 "С.
Достоверность представленных в диссертации результатов обосновывается использованием на стенде ПАРАМЕТР современных приборов высокого класса точности, воспроизводимостью опытных данных при различной скорости опроса датчиков, проведением необходимых тарировок измерительных средств и выполнением баланса подведенного и отведенного от TBC тепла.
Полученные массивы данных по скорости фронта смачивания одиночных имитаторов твэлов и модельных тепловыделяющих сборок ВВЭР согласуются с имеющимися представлениями об исследованных процессах.
Надежность предложенной методики оценки основных характеристик расхолаживания одиночного имитатора твэла и модельной TBC при повторном заливе подтверждается тем, что она основана на балансе подведенного и отведенного тепла и согласуется с результатами расчета и опытными данными, полученными для штатных конструкционных элементов активной зоны реактора ВВЭР в диапазоне температур до 1200 "С.
Рассчитанные максимальная температура оболочки одиночного имитатора твэла ВВЭР, время ее достижения и основные характеристики повторного смачивания в условиях МПА по двум лицензионным (KAHAJI-97 и КОРСАР/ГП) и специально разработанному для проведения испытаний на стенде ПАРАМЕТР (PARAM-TG) кодам согласуются с экспериментальными данными.
Практическая ценность работы. Данные по температурным режимам твэлов, изготовленных из штатных конструкционных элементов, в условиях МПА и ЗПА использованы для верификации кодов КОРСАР/ГП, KAHAJI-97, предназначенных для анализа безопасности АЭС с ВВЭР, и кода PARAM-TG, разработанного для расчетного сопровождения экспериментов на стенде ПАРАМЕТР.
Полученные температурные режимы, созданные массивы данных и обобщающие соотношения по скорости фронта смачивания одиночных имитаторов твэлов и модельных TBC ВВЭР с окисленными, раздутыми и разгерметизированными оболочками могут быть применены при разработке и верификации моделей повторного залива при МПА и ЗПА как существующих, так и усовершенствованных теплогидравлических кодов улучшенной оценки.
Усовершенствованная балансовая методика позволила оценить основные характеристики расхолаживания одиночного имитатора твэла и модельной тепловыделяющей сборки ВВЭР и может быть использована при подготовке сценариев экспериментов по повторному заливу снизу или сверху как на стенде ПАРАМЕТР, так и на других установках.
Личный вклад автора состоит в:
- обработке температурных режимов 20 экспериментов по повторному заливу одиночных имитаторов твэлов (НЗ) и 23 - модельных 19-ти и 37-ми стержневых TBC ВВЭР (НЗ и ВЗ) из штатных конструкционных элементов на стенде ПАРАМЕТР. Во всех экспериментах на одиночных имитаторах твэлов, а также в 9 - на модельных TBC автор принимал непосредственное участие и выполнял пре- и посттестовые расчеты с помощью кода PARAM-TG;
- создании массивов данных и получении обобщающих соотношений по скорости фронта смачивания одиночных имитаторов твэлов и модельных тепловыделяющих сборок ВВЭР с окисленными при заливе сверху и раздутыми, разгерметизированными и окисленными оболочками - при заливе снизу;
- сопоставлении экспериментальных данных по максимальной температуре оболочки одиночного имитатора твэла ВВЭР, времени ее достижения и характеристик повторного смачивания в условиях МПА на стенде ПАРАМЕТР с результатами расчетов с помощью лицензионных кодов КОРСАР/ГП, КАНАЛ-97, выполненных совместно с ОКБ "Гидропресс";
- усовершенствовании балансовой методики оценки основных характеристик расхолаживания одиночных имитаторов твэлов и модельных TBC ВВЭР и проведении сопоставления с опытными данными, полученными для штатных конструкционных элементов в диапазоне температур до 1200 °С.
Основные положения работы, выносимые на защиту:
1. Результаты расчетно-экспериментального исследования температурных режимов при повторном заливе снизу и сверху одиночных имитаторов твэлов и модельных тепловыделяющих сборок ВВЭР из штатных конструкционных элементов при максимальной проектной и запроектной авариях.
2. Массивы данных и обобщающие соотношения по ифр окисленных, раздутых и разгерметизированных одиночных имитаторов твэлов и модельных TBC ВВЭР при заливе снизу и сверху в условиях МПА и ЗПА.
3. Данные по температурным режимам одиночных имитаторов твэлов ВВЭР в условиях МПА, полученные в экспериментах на стенде ПАРАМЕТР, и результаты расчетов по коду PARAM-TG на стадии нагрева и по кодам КА-
HAJI-97, КОРСАР/ГП совместно с ОКБ "Гидропресс" - на всех стадиях аварии, включая повторный залив, а также их сопоставление.
4. Балансовая методика оценки основных характеристик расхолаживания одиночных имитаторов твэлов и модельных TBC ВВЭР при заливе снизу и сверху в условиях максимальной проектной аварии, применимая для штатных конструкционных элементов в диапазоне температур до 1200 "С.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы были доложены на: XVII Школе-семинаре молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева, ЦАГИ, г. Жуковский, 2009 г.; Шестнадцатой международной научно-технической конференции студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика", МЭИ, г. Москва, 2010 г.; семинаре ИБРАЭ РАН, г. Москва, 22 сентября 2010 г.; Пятой Российской национальной конференции по теплообмену (РНКТ-5), МЭИ, г. Москва, октябрь 2010 г.; Семнадцатой международной научно-технической конференции студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика", МЭИ, г. Москва, 2011 г.; заседании кафедры ИТФ МЭИ 6 апреля 2011 г.
Основное содержание диссертации отражено в 5 печатных работах, в том числе в одной статье в журнале, рекомендованном ВАК.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы. Текст иллюстрируют 63 рисунка и 9 таблиц, список использованной библиографии составляет 48 пунктов. Общий объем диссертации составляет 125 машинописных страниц.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность диссертационной работы.
В первой главе анализируются имеющиеся исследования повторного залива одиночных имитаторов твэлов и модельных TBC, даны описания кодов КАНАЛ-97, КОРСАР/ГП и PARAM-TG, используемых для расчета основных характеристик МПА и ЗПА. Сформулированы задачи исследования.
Во второй главе приводятся описания экспериментального стенда ПАРАМЕТР, рабочих участков и методики исследования скорости фронта смачивания одиночных имитаторов твэлов и модельных тепловыделяющих сборок в условиях максимальной проектной и запроектной аварий ВВЭР.
Основными элементами и устройствами стенда являются: рабочий участок с модельной TBC; системы: электронагрева модельной TBC и питания стенда, генерации и конденсации пара, аварийного залива модельной тепловыделяющей сборки снизу и сверху, обеспечения аргоном и гелием, контроля и анализа водорода, а также информационно-измерительная.
ж
Конденсат
Рабочие участки. На стенде ПАРАМЕТР исследованы рабочие участки (РУ) с одиночными имитаторами твэлов и модельными TBC. Одиночный имитатор твэла устанавливался в корпус 032x2x1490 мм, выполненный из стали 12Х18Н10Т. На боковой поверхности корпуса расположены штуцеры входа и выхода аргона, пара и охлаждающей воды для осуществления залива твэла снизу. Снаружи корпуса рабочего участка установлен слой теплоизоляции толщиной 34 мм из двуокиси циркония ZYFB-3 или шамотного кирпича ШВП-350. Электроизоляция нагревателя твэла обеспечивается верхним и нижним металлокерамическими узлами (МКУ). В верхнем фланце установлены МКУ для ввода и герметизации датчиков температуры и давления. Конструкция рабочего участка обеспечивает проведение испытаний имитаторов твэлов при температуре оболочки до 1200 "С и давлении до 6,0 МПа.
Корпус РУ для испытаний модельных TBC (рис. 1) состоит из трех секций,
соединенных фланцами. Верхняя секция предназначена для ввода в рабочий объем и герметизации имитаторов твэлов, ар™ ,Jifftt!fIiiH § термопар и трубок системы верхнего за-
лива, подачи аргона при нижнем зали-*§> ве, вывода парогазовой смеси из рабо-
чего участка в теплообменник - конденсатор, отвода и контроля объема воды, поступившей из модельной сборки при заливе сверху. Верхняя секция РУ состоит из корпуса, изготовленного из трубы 0133x6 мм из нержавеющей стали и оснащенного кожухом водяного охлаждения, двух водоохлаждаемых фланцев, направляющего канала, экрана. В корпусе установлены штуцеры вывода парогазовой смеси, подачи аргона при нижнем заливе, отвода воды из модельной сборки при верхнем заливе. Л , Средняя секция предназначена для
размещения модельной TBC, теплоизо-
Рис. 1. Рабочий участок стенда
ПАРАМЕТР для испытаний мо- ляции' системы Регистрации и контроля дельных TBC в условиях аварии с параметров испытаний, а также компен-потерей теплоносителя (LOCA) сации температурных расширений обе-
fl
«И'
■a-i i!
Водяной пар
et;
Нагреватель i
Система верхнего залива
Водяной пар+Аг+Нг
Обечайка Теплоизоляция Дистанционирующая '"решетка
Цр2 таблетка о
щ Нагреватель
Компенсатор Мембрана
Аргон
Система основного ^Ъ, залива снизу
чайки. Корпус средней секции выполнен из стальной трубы 0133x6 мм и оборудован кожухом водяного охлаждения. В корпусе соосно располагаются модельная тепловыделяющая сборка, цилиндрическая циркониевая обечайка 069,7x1,2 мм, слой теплоизоляции. Верхняя и нижняя разделительные мембраны вместе с компенсирующим сильфоном служат для герметизации исследуемой TBC.
Нижняя секция рабочего участка служит для раздельной подачи пара, аргона и охлаждающей воды снизу в рабочий объем модельной сборки. Корпус нижней секции изготовлен из двух труб из нержавеющей стали 0156x6x690 мм, 0203x3x210 мм и снабжен нагревателем. В корпусе установлены штуцеры подвода пара, аргона, охлаждающей воды при нижнем и аварийном заливах. Верхний и нижний водоохлаждаемые фттянпы используются для ввода токоподводов, термопар и слива воды.
Методика исследования. Согласно сценарию эксперимента происходят разогрев TBC в потоке пара до максимальной температуры, предокисление оболочек при этой температуре и залив TBC водой снизу или сверху. Согласно методике на каждой кривой Тс[х) (рис. 2) на стадии залива выделялись три характерные точки с резким изменением градиента температуры во времени, и скорость фронта смачивания определялась по формуле:
где индекс к показывает соответствующую характерную точку, для которой выполняется расчет; / - номер термопары на данном имитаторе твэла.
При анализе данных обнаружено, что в диапазоне изменения режимных параметров, имеющих место в эксперименте, различие в значениях скорости фронта смачивания, определенных по трем указанным на рисунке 2 точкам, составляет не более 23%. Однако ифр
проще определить по моменту времени, когда температура оболочки достигает значения Ts.
В главе 3 представлены данные по температурным режимам и скоростям фронта смачивания одиночных имитаторов твэлов и модельных тепловыделяющих сборок. Всего было обработано 20 экспериментов по повторному заливу одиночных имитаторов твэлов (НЗ) и 23 - модельных 19-ти и 37-ми стержневых TBC ВВЭР (НЗ и ВЗ) из штатных конструкционных
Т То
т„
Ь
\ / дТ дт = шах
\ |\
IV 1 \\ 1 W. -И" -> Us
Рис. 2. Методика определения скорости фронта смачивания
элементов, проведенных на стенде ПАРАМЕТР. Диапазоны изменения режимных параметров в опытах: с одиночными имитаторами - максимальная температура оболочки до залива Тао = 760-1190 °С, массовая скорость охлаждающей воды pw = 12-78 кг/(м2-с), мощность, имитирующая остаточное тепловыделение, qi = 0-4,5 кВт/м, температура воды на входе в РУ Гах = 20 "С; с модельными TBC ВВЭР - Тап = 500-1160 °С (НЗ), Ты, = 460-1490 °С (ВЗ), pw = 13-19,5 кг/(м2-с) (ВЗ), pw = 49-81 кг/(м2'С) (НЗ), АГнед = 80-120 °С. Во всех экспериментах оболочки окисленные, а в ряде - раздутые и разгерметизированные.
На рис. За,б представлены температурные режимы оболочек 19 стержневых модельных TBC ВВЭР при заливе снизу в условиях МПА и сверху - в условиях ЗПА соответственно, полученные ранее на стенде ПАРАМЕТР и обработанные
—Т2112 — Т2111 ¿4
T229 — Т234 22
— Т247 — Т245 20
- T251Q — Т258
T2611 T268 18
Т3111 Т3212 16
T3310 Т354
— Т368 — T365 14
— Т379 —T3811 12
—Т3810 — Т396
—Т3117 —T3129 10
— Т213 Т210 8
— Т222 ТЗЗО
— Т342 — T381 6
— Т392 — Т390 4
— R3 — Р1
— Р2 — РЗ 2
Р4
Э о S
4850 4870 4890 4910 4930 4950 4970 4990 5010 5030 5050 Время, сек
—Тп2513 —Тп2611
Тп3213 Тп3411
—Тп3513 — Тп3612.5
—Тп248 Тп1114
Тл3115 71114
ТпЗЗЮ Т1112.5
Т118 Тп2110
—Тп3711 Тп3810
Тп31114 -T314
— Т32-0.5 — T352
— Т363 — T376
— Т394 —Т3101
—Т3115 —Т3127
— Т11-4.5 — T11-5.5
— T11-6 — T212
• Т227 — Т221
Т235 — T248
Т24-3 — Т253
—Т25-1.5 — Т260
— R3 — Р1
180
160
140
ь
120 m
х
100 S н
о
80 О X
60 О
s
40
20
0
14450 14550 14650 14750 14850 14950 15050 15150 15250 Время, сек
Рис. 3. Термограммы при повторном заливе 19 стержневой модельной TBC ВВЭР: а) снизу, б) сверху
ХА термопара 00.5 чехол- 12Х18Н1 ОТ 01,5x0,15
иОг таблетка pzJliUBiS
Та нагреватель 04 X1275
jZr-1%Nb обечайка Я 070 х 2
№е термопара 00,5 чЧехол ■ Zr-1%Nb 02,8 X 0.7 Zr-1%Nb
дистанциониоующая решетка
Рис. 4. Поперечное сечение 19 стержневой модельной TBC
На рисунке приведены кривые расхода воды (R3), мощности нагревательных секций (PI-*- Р4), термограммы для различных термопар и обозначения (например, Т2112), содержащие информацию по их расположению (рис. 4): первая цифра обозначает ряд твэлов в TBC, вторая - номер твэла в ряду, на котором установлена термопара, последующие -координату сечения по длине (х 100 мм).
На каждой кривой можно выделить три характерных участка: предварительного охлаждения, резкого спада температуры и зону с примерно постоянной температурой. Резкие колебания температуры оболочки ряда термограмм вызваны наводками. Температура и время, соответствующие возникновению резкого спада Тс( т), существенно различаются из-за неодинаковых условий в точках измерений.
При анализе полученных в работе результатов по скорости фронта смачивания использованы данные посттестовых материаловедческих исследований на стенде ПАРАМЕТР, включающие окружную деформацию оболочек по длине твэлов и состояние поверхности (рис. 5, 6).
„120
¡100
? 90 ф
U 80 О
¡Ü 70
d "и
X 50
0
а 40 с
я 30
1 20
X ™
О 0
Ш 0,
- J .. ; — - - - 2ой ряд твэлов [
\
/7 К
4л ( \ - \
-О-
V
I__-г*"""Т ч
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 Координата 2, м
Рис. 5. Характерное распределение блокировки Рис. 6. Внешний вид раздутого проходного сечения 19 стержневой модельной и разгерметизированного твэла TBC по длине при исследовании МПА после проведения эксперимента
Установлено, что при нижнем заливе в условиях МПА скорость фронта смачивания в области недеформированной TBC примерно постоянная. В зоне деформированной TBC ифр изменяется до 3 раз по длине и сечению (рис. 7) и
происходят перераспределение потока и изменение направления движения
- И -
фронта смачивания. На стенде ПАРАМЕТР исследовалось охлаждение сборки в условиях ЗПА при верхнем заливе и установлено, что оболочки твэлов TBC не разрушаются при Тобоя < 1400 °С. Обнаружено, что на ближайшей к месту входа воды и наиболее нагретой дистанционирую-щей решетке происходит торможение фронта смачивания.
На основании полученных данных установлены зависимости скорости фронта смачивания от начальной температуры оболочки твэла, расхода охлаждающей воды и подведенного тепла, имитирующего остаточное те-
-0,04 -0,03 -0,02 -0,01 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 - г.
Скорость фронта смачивания ифр, м/с пловыделение. Массивы полученных
Рис. 7. Изменение скорости фронта экспериментальных данных по ско-
смачивания по длине TBC при росхи фр0Нта смачивания модельных
нижнем заливе в условиях МПА теПловыделяющих сборок описыва- |
ются следующими уравнениями с погрешностью ±20%:
ucpp{pwJü,qv) = A\pwf-T^i\ + a-qv)k\ (2)
где qv - мощность, подводимая к TBC, кВт; для НЗ: А = 0,477Т02, а = 0,178, к\ = \
1,021Д2 = -1,817Дз = -1,645;дляВЗ:Л = 2,43-102, а = 0, к) = 0,944, ¿2 = -2,0.
На рис, 8а,б показаны полученные опытные данные, а также известные и предложенные корреляции. Обнаружено, что в исследованных условиях ифр
до 2-^3 раз меньше, чем по результатам расчета согласно известным соотношениям. Относительно малый разброс опытных данных в области высоких температур при верхнем заливе (рис. 86) можно объяснить тем, что избыточное давление в твэлах было пониженным, вследствие чего не происходили раздутие и разгерметизация оболочек исследуемых TBC.
В главе 4 представлены данные по температурным режимам одиночных i имитаторов твэлов ВВЭР в условиях МПА, полученные в экспериментах на стенде ПАРАМЕТР, и согласно расчетам по существующим кодам. Для расчета выбраны лицензионные коды КАНАЛ-97, КОРСАР/ГП, описывающие все стадии аварий в диапазоне температур оболочки твэла до 1200 °С, и код
А
N К
11
га .
m f
s
т
га
г
0 га ь
1
о а.
О—
1-Д
&3>
•¿Не»—АвЭ-
Г о !о о й
-Ш,
-ДР4!
О 2-ой ряд ДЗ-ий ряд 04-ый ряд
0,7......0:Д
0.6.......S®
ьЖ
pw = 20,5 кг/(м >с) ТсЛ = 600-950 °С ДГнм = 8(Н-120 "С q I = 0 кВт/м
3,5 0-.4
0.2 ■0,1
:....... ........
^ Im
подача ^¡О воды снизу
о- -
ДР1:
Нижний залив
. О - эксп. данные, pw = 19 кг/(м*-с), g, = О расчет, pw = 19 кг/(м2с), <7, =
300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 Температура TD) °С
ш
Рис. 8. Зависимость скорости фронта смачивания модельных TBC ВВЭР от начальной температуры оболочки твэла и массовой скорости при различных способах подачи воды: а) снизу в условиях МПА, б) сверху в условиях ЗПА
PARAM-TG, предназначенный для сопровождения экспериментов на стенде ПАРАМЕТР на этапе нагрева модельной TBC. Расчеты по кодам КАНАЛ-97, КОРСАР/ГП проведены совместно с ОКБ "Гидропресс". С целью верификации кодов были отобраны и проанализированы четыре эксперимента: два - на модели твэла с стальной оболочкой без топливных таблеток, и два - на штатном имитаторе твэла ВВЭР.
На рис. 9 приведено сравнение измеренной температуры (Т6) стальной оболочки имитатора твэла с рассчитанной по кодам KAHAJI-97, КОРСАР/ГП и PARAM-TG при моделировании остаточного тепловыделения. Все коды удовлетворительно предсказывают изменение температуры оболочки во времени на стадии нагрева имитатора до достижения Гтах. Максимальная температура оболочки имитатора твэла, рассчитанная по кодам КАНАЛ-97, PARAM-TG, КОРСАР/ГП, превышает измеренную на 2%, 4% и 8% соответственно. Код PARAM-TG точнее описывает температурный режим оболочки после отключения электрической мощности до подачи охлаждающей воды,
.о 0,040
Sa0,036
^0,032
S 0,028
8 0,024 5
n »,020 £
« 0,016 tu
I 0,012 О
.Ц 0,008 '
¡£ 0,004 О 0,000 g 400 О
•~-«Г ♦•»Га-«.'
2 - расчет, pw = 19,5 кг/(м2-с)
Верхний залив
зксп. данные, pw = 13,2 кг/(м2 с)
0 -и0 ф- uq Д- и%
1 - расчет, pw = 13,2 кг/(м2-с)
эксп. данные, pw = 28,3 кг/(м2-с) • -ио А-и,
3 -расчет, pw = 26,3 кг/]м2-с)
4 - уравнение Балашова, pw = 13,2 кг/(м2с)
5 - уравнение Землянухина, Кабанова,
800 1000 1200 1400 1600 1800 Температура Г0, °С
чем коды КАНАЛ-97 и КОРСАР/ГП. На стадии повторного залива снизу длительность расхолаживания оболочки до температуры насыщения согласно коду КАНАЛ-97 больше на 5% , КОРСАР/ГП - на 11%, чем в опыте.
— 1 - Т6 (эксп.) о ™ ....... 2 - КАНАП-Я7
1000
I 5000 4500
О
500
1000
2000 3
3500 I-СО
I-
2500 g
3000 ¿
1500 2
4000
z
о
1000 1020 1040 1060 1080 1100 1120 1140 1160 1180 1200 Время, сек
Рис. 9. Сопоставление экспериментальных данных и результатов расчета согласно кодам КАНАЛ-97, КОРСАР, РАНАМ-ТО при повторном заливе снизу стального имитатора твэла при моделировании остаточного тепловыделения
На рис. 10а приведено сравнение измеренной температуры оболочки (Т5) штатного имитатора твэла ВВЭР с рассчитанной по кодам КАНАЛ-97, КОРСАР/ГП и РАНАМ-ТО. Рассмотренные коды удовлетворительно описывают стадию предварительного нагрева. Код КОРСАР/ГП предсказывает в конце этого этапа температуру оболочки имитатора 874 °С, что на 80 °С больше, чем в опыте, а результаты расчета Ттах с помощью кодов КАНАЛ-97 и РАКАМ-ТС практически совпадают с измеренной величиной. На данной стадии все коды учитывают нагрев имитатора твэла за счет подвода электрической мощности и пароциркониевой реакции. Пунктирной линией на рисунке показан момент времени разгерметизации твэла, определяемый по резкому спаду кривой избыточного давления гелия. Температуры оболочки в этот момент, предсказанные кодами КАНАЛ-97 и РАБАМ-Тв, близки и составляют 830 "С, а согласно коду КОРСАР/ГП получено на 90 °С большее значение. При этом давление гелия под оболочкой твэла составляло 3,62 МПа. Рассмотренные коды качественно описывают второй наброс подведенной мощности. Причиной расхождения являются наводки, оказавшие влияние на показания термопар. Различие температур оболочки на этапе предокисления при достижении их максимальных значений, рассчитанных с помощью трех кодов и измеренной, не превышает 100 "С. Длительность охлаждения до температуры
насыщения согласно коду КАНАЛ-97 меньше на 33%, КОРСАР/ГП - больше на 3%, чем в опыте.
На рис. 106 представлены температурные режимы оболочки штатного имитатора твэла при максимальной температуре 1200 "С. По сравнению с опытом при нагреве имитатора твэла до пиковой температуры 900 °С отмечены отличия:
- разгерметизация оболочки происходит при температуре 870 °С и давлении гелия под оболочкой 3,42 МПа, что на 40 °С больше и 0,2 МПа меньше, чем соответствующие значения в предыдущем эксперименте;
- большее тепловыделение за счет пароциркониевой реакции.
Рис. 10. Сопоставление эксперимен-
ТЯДЬНБТХ ДАННЫХ И
результатов расчета согласно кодам КАНАЛ-97, КОРСАР/ГП, РАЛАМ-ТО при повторном заливе снизу имитатора твэла в случае различной максимальной температуры оболочки:
а) 900 "С,
б) 1200 °С
— Время, сек
Таким образом, на стадии повторного залива одиночного имитатора твэла ВВЭР можно отметить удовлетворительное совпадение расчетных и экспериментальных данных по температуре оболочки. Показано, что применение кодов КАНАЛ-97, КОРСАР/ГП для анализа процессов разогрева и охлаждения твэлов ВВЭР при аварии с потерей теплоносителя обоснованно при малых раздутиях оболочек, приводящих к изменению площади проходного сечения до 5 %.
В главе 5 дано описание балансовой методики оценки основных характе-
ров 1100 юоо
о550
° .800
я
а 700
я 600
а
0) 500
¡400 300 200 100 0
разгерметизация оболочки твэла
2000 2100 2200 Время, сек
10 8 6 4 2 О
2500
ристик расхолаживания одиночных имитаторов твэлов и модельных TBC.
В общем случае согласно предлагаемой методике уравнение баланса тепла имеет вид:
Qmsin qMP , QOÖei , QT3n \ , QSHeut , QnUp — Qeoöbi , q , Q»ap
Jan £^зап ¿¿зап ¿¿зап J xij.i sixitM ¿¿нагр фаз ¿¿нагр ' V. /
где Q^n' > QÜn' GhaT > Qlan ' запасенное тепло в одиночном имитаторе твэла или модельной TBC, дистанционирующих решетках, обечайке и термопарах соответственно; Ql"eUi - подведенное джоулево тепло, выделяющееся в нагревателе каждого имитатора твэла; Q^J - тепло пароциркониевой реакции; Qlazp > вфаз' Q"afp~ отведенное тепло за счет подогрева охлаждающей воды,
фазового перехода и нагрева образовавшегося пара.
Преобразованием уравнения (3) получены соотношения, описывающие время расхолаживания Тфр (4) одиночных имитаторов твэлов и модельных TBC при повторном заливе в условиях МПА и ЗПА и относительный расход пара Gn/Ge (5), образующийся в этом процессе:
^ i{PCPS)k (Tcn,_k - Ts )(4 - 4' ) + Ge,-r-A4
т -т | V " __(4)
„ix Ii ;_! \\
G„
\
_ к=1
\СвУ,
'=1 Ge, ■г - [йпцр, + ho, (г'фр - 2фр))
i (PcpS)k(Tcm_k ~т*)(гфр-гфр) + [впцр, +<110, {гфр~2фр)_
Агп
(5)
£(рс Д (Tcm к - Ts )(4 -zß) + Gti-r. At0i к=1
где i - участок по длине TBC, р, сР, S - плотность, изобарная теплоемкость и площадь поперечного сечения элемента соответственно, Тст * - температура к-го элемента тепловыделяющей сборки, qt0 - линейная плотность теплового
потока, подводимая за счет пропускания электрического тока по нагревателям, 2Фр~ координата фронта смачивания в момент времени ,
АЧ, =г,-г0 -
время движения охлаждающей воды в адиабатных условиях, рассчитанное по ее расходу Ge,г — теплота парообразования, Ts - температура насыщения воды,
Qnu,p ' тепловая мощность пароциркониевой реакции.
На рис. 11 представлены данные по безразмерной координате фронта смачивания в зависимости от времени для максимальной температуры оболочки имитатора твэла 900 °С согласно измерениям на стенде ПАРАМЕТР и расчетам по балансовой методике, уравнению (2) и в предположении движения охлажда-
1,2
¡5 -j 1,1
Рис. 11. Положение фронта смачивания при заливе снизу одиночного имитатора твэла ВВЭР
О 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Время, сек
ющей воды в адиабатных условиях. Расхождение опытных данных и результа-
тов рас чета положения фронта смачивания одиночного имитатора твэла ¡-j
по предложенной методике не превышает 7%, а но зависимости (2), предлагаемой для модельных TBC - 14%.
На рис. 12а^в показаны данные по скорости фронта смачивания при заливе снизу для твэлов, расположенных в различных рядах TBC. Как установлено, для твэлов граничного ряда Ыфр больше, чем для центрального и среднего рядов вследствие проявления в меньшей степени влияния обечайки для 37 стержневой TBC. Сопоставляя данные, представленные на рис. 1Н12 для одиночного имитатора твэла и различных тепловыделяющих сборок, можно сделать вывод об универсальности соотношения (3) и возможности его использования для оценки времени расхолаживания модельных TBC различной масштабности. Расчет движения фронта при подаче снизу воды по "холодной" модельной TBC проводился с учетом изменения площади проходного сечения j за счет раздутия и разгерметизации оболочек имитаторов твэлов. Согласно методике Сергеева В.В. (рис. 12а) получено завышение длительности расхолаживания TBC до 12% в рассмотренном случае. Балансовая методика удовлетворительно предсказывает положение фронта смачивания и время расхолаживания тепловыделяющей сборки при заливе снизу (рис. 12а,б), а при заливе сверху и высоких температурах оболочек модельной TBC ВВЭР (до 1400 °С) расхождение опытных и расчетных данных увеличивается до 40% (рис. 12в). В этом диапазоне температур экспериментальные данные лучше описываются зависимостью (2), предложенной в настоящей работе.
1. Проведено расчетно-экспериментальное исследование повторного залива снизу (НЗ) и сверху (ВЗ) одиночных имитаторов твэлов и модельных тепловы-
Выводы
_
я ......: "'/Г ' -г--:.....' ДРЗ
I0'4......ГтЖТгг^пт1
а / / > I-1
о ...... , Залив снизу:
* 0,3 ;■ , [, Эксперимент:
го д. //'ДР2 ф- центральный ряд твэлов
5 02 А- граничный ряд твэлов |
С ' /;/' - Расчет:
Ф .....Ч/г. О -
ь у : 1 - адиабатные условия
0 0,1 .....!.....! 2 - балансовая методика
1 у?!.....;.. ДР1 3 - методика Сергеева В.В.
4 - уравнение(2 )
\ 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ' Время, сек
Залив снизу: Эксперимент: 0- центральный ряд твэлов] А - средний ряд твэлов О- граничный ряд твэлов Расчет:
■---адиабатные условия
--балансовая методика
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Время, сек
Залив сверху
Эксперимент: ® - центральный ряд твэлов Д - граничный ряд твэлов Расчет: — - адиабатные условия - балансовая методика ■ - -уравнение(2)
200 300 400 500 600 Время, сек
(ДР1 - ДР6 - дистанционирую-щие решетки)
а) залив снизу 19 стержневой модельной TBC ВВЭР, 7х=860 "с, /tw = 42,0 кгЦ^м2 - с), q, =2,79 кВт/м;
б) залив снизу 37 стержневой модельной TBC ВВЭР, ?х =970 "с, /туу = 20,5 кг [лс ■ сj, <7/ = 0 кВт/м;
в) залив сверху 19 стержневой модельной TBC ВВЭР, 7Х = 1370 "С, pw = 13,2 кг/[м2 ■ сj, ql = 0 кВт/м
Рис. 12. Сопоставление экспериментальных и расчетных данных по динамике фронта смачивания
деляющих сборок (TBC) ВВЭР из штатных конструкционных элементов в условиях максимальной проектной и запроектной аварий.
2. Обработаны температурные режимы 20 экспериментов по повторному заливу одиночных имитаторов твэлов (НЗ) и 23 - модельных 19-ти и 37-ми стержневых TBC ВВЭР (НЗ и ВЗ) на стенде ПАРАМЕТР в диапазонах изменения режимных параметров в опытах с одиночными имитаторами твэлов: Т„0 = 760 - 1190 °С, pw = 12 - 78 кг/(м2-с), q¡ = 0 - 4,5 кВт/м, Гвх = 20 °С; модельными TBC ВВЭР: Гст0 = 500 - 1160 °С (НЗ), = 460 - 1490 °С (ВЗ), pw = 13 * 19,5 кг/(м2-с) (ВЗ), pw = 49 + 81 кг/(м2-с) (НЗ), АТ1КД = 80 - 120 "С. Во всех экспериментах оболочки имитаторов твэлов окисленные, а в ряде - раздутые и разгерметизированные.
3. Впервые пппучен массив данных и обобщаюшее соотношение по скорости фронта смачивания одиночных имитаторов твэлов и модельных TBC ВВЭР из штатных конструкционных элементов при заливе снизу в условиях разгерметизации и раздутия окисленных оболочек. Установлена зависимость скорости фронта смачивания от температуры оболочки, массового расхода охлаждающей воды и подведенного тепла. Показано, что на скорость фронта смачивания влияют также раздутие и разгерметизация оболочки, окисление поверхности и возможно ее изменение до 3 раз по длине и сечению модельной TBC. Обнаружено, что в исследованных условиях ифр до 2-3 раз меньше, чем по
результатам расчета согласно известным соотношениям.
4. Впервые получен массив данных и обобщающее соотношение по скорости фронта смачивания модельных TBC ВВЭР из штатных конструкционных элементов при заливе сверху с окисленными оболочками. Установлена зависимость ифр от температуры оболочки и массового расхода охлаждающей воды. Обнаружено, что влияние температуры оболочки на скорость фронта смачивания более существенно, чем при заливе снизу.
5. Полученные температурные режимы одиночных имитаторов твэлов ВВЭР в условиях МПА на стадии нагрева сопоставлены с результатами расчета по коду PARAM-TG, разработанному для расчетного сопровождения экспериментов на стенде ПАРАМЕТР. Получено удовлетворительное согласование опытных и расчетных данных по максимальной температуре оболочки и времени ее достижения.
6. Полученные температурные режимы одиночных имитаторов твэлов ВВЭР на стенде ПАРАМЕТР в условиях МПА на стадиях нагрева и повторного залива сопоставлены с результатами расчетов по кодам КАНАЛ-97, КОРСАР/ГП, выполненных совместно с ОКБ "Гидропресс". Обнаружено, что
максимальная температура, время расхолаживания, положение фронта смачивания согласно рассмотренным кодам предсказываются удовлетворительно. Обосновано применение кодов КАНАЛ-97, КОРСАР/ГП для анализа процессов разогрева и охлаждения твэлов ВВЭР при аварии с потерей теплоносителя при изменении площади проходного сечения для теплоносителя до 5% вследствие раздутия оболочки. 7. Усовершенствована балансовая методика оценки основных характеристик расхолаживания при повторном заливе снизу или сверху одиночных имитаторов твэлов и модельных TBC ВВЭР в условиях МПА и ЗПА, удовлетворительно описывающая опытные данные в диапазоне температур до 1200 °С.
Основное содержание диссертации отражено в следующих публикациях:
1. С. С. Базюк, Е.Б. Попов, Н. Я. Паршин, Ю. А. Кузма - Кичта. Исследование повторного залива модельной TBC ВВЭР. // Тепловые процессы в технике, 2010 г., №12, с. 546-555.
2. С. С. Базюк, Н. Я. Паршин, Ю. А. Кузма - Кичта. Исследование скорости фронта смачивания при повторном заливе модельной тепловыделяющей сборки на стенде ПАРАМЕТР // Труды XVII Школы-семинара мол. ученых и спец. под рук. акад. РАН А.И. Леонтьева. М.: Издательство МЭИ, 2009, т.2. с. 290-294.
3. С. С. Базюк, Ю. А. Кузма - Кичта. Моделирование повторного залива с использованием массива данных по скорости фронта смачивания модельной тепловыделяющей сборки ВВЭР // Шестнадцатая МНТК студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика". Тезисы докладов. М.: Издательский дом МЭИ, 2010, т. 3, с. 65-67.
4. С.С. Базюк, Е.Б. Попов, Н.Я. Паршин, Ю.А. Кузма-Кичта. Моделирование повторного залива тепловыделяющей сборки ВВЭР // Труды Пятой Российской национальной конференции по теплообмену. М.: Издательский дом МЭИ, 2010, т. 1, с. 161-164.
5. С. С. Базюк, Ю. А. Кузма - Кичта. Исследование повторного залива модельной TBC ВВЭР на стенде ПАРАМЕТР // Семнадцатая МНТК студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика". Тезисы докладов. М.: Издательский дом МЭИ, 2011, т. 3, с. 55-57.
Подписано в печать Шм.Цг. л-
Печ.л. Ш_Тираж ¡00_Заказ i/6_,
Полиграфический центр МЭИ (ТУ), Красноказарменная, 13.
Введение. ^
Глава 1. Обзор исследований.
1.1. Экспериментальные исследования повторного залива одиночных имитаторов твэлов.
1.2. Экспериментальные исследования повторного залива модельных тепловыделяющих сборок.
1.3. Расчетные исследования характеристик повторного залива.
1.3.1. Код СОКРАТ/В.
1.3.2. КодКОРСАР/ГП.
1.3.3. Код ТРАП-97.
1.3.4. Код PARAM-TG.
1.4. Выводы.
Глава 2. Экспериментальная установка и методика исследования.
2.1. Экспериментальная установка.
-г ¿L
2.2. Методика исследования.
Глава 3. Результаты исследования скорости фронта смачивания одиночных имитаторов твэлов и модельных TBC.
Глава 4. Сопоставление расчетных и экспериментальных данных по параметрам повторного залива.
Глава 5. Балансовая методика оценки основных характеристик расхолаживания одиночного имитатора твэла и модельной тепловыделяющей сборки.
За время существования атомной энергетики произошли аварии на различных АЭС и среди них - три наиболее крупные: Три Майл Айлэнд (28.03.1979), Чернобыльская (26.05.1986), Фукусима Даи-ичи (11.03.2011) (рис. 1). Произошедшие катастрофы убеждают в необходимости проведения исследований максимальных проектных (МПА), запроектных (ЗПА) и тяжелых аварий на АЭС. Поэтому в настоящее время во всем мире, в том числе и в России, проводится более детальный анализ безопасности атомных станций на всех стадиях эксплуатации и, прежде всего, в условиях аварии ЯЭУ.
Рис. 1. Повреждения энергоблоков при авариях легководных АЭС с потерей теплоносителя: а) АЭС Три Майл Айлэнд (28.03.1979) б) Чернобыльская АЭС (26.05.1986) в) АЭС Фукусима Даичи (11.03.2011)
Знания о механизме каждой из стадий необходимы для анализа безопасности реакторной установки и поиска средств управления аварией. Исследование первой и второй стадий (рис. 2) является наиболее целесообразным, так как принимаемые меры для предотвращения дальнейшего развития аварии в этих условиях наиболее эффективны. Однако если авария перешла в запроектную стадию, необходимо, чтобы и в этих условиях методы и средства управления аварией оставались эффективными для недопущения ее перехода в тяжелую стадию. Для разработки рекомендаций по управлению аварией на всех стадиях ее протекания для проектируемых и эксплуатирующихся АЭС необходимо исследовать повторный залив тепловыделяющих сборок, близких к реальным.
2000 О о го
Q- 1200
IQ. 1000
CD С
CD
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
Время, сек
Рис. 2. Температура оболочки твэла в сценариях аварии ВВЭР с потерей теплоносителя
В настоящее время исследуется повторный залив с образованием водорода в условиях моделирования проектных и запроектных аварий на одиночных имитаторах твэлов и модельных тепловыделяющих сборках (TBC) ВВЭР и PWR на стендах ПАРАМЕТР (подача охлаждающей воды снизу (НЗ), сверху (ВЗ) или комбинированным способом, ФГУП "НИИ НПО"Луч", Подольск, Россия) и Quench (подача охлаждающей воды снизу, FZKA, Карлсруе, Германия).
Однако сложные геометрия каналов и структуры нестационарного многофазного потока, высокие параметры среды обусловливают трудности моделирования и недостаточную изученность процессов тепломассообмена, возникающих при аварийном охлаждении. Имеющиеся данные по повторному заливу модельных сборок ВВЭР крайне ограничены. Отсутствуют массивы данных и обобщающие соотношения по скорости фронта смачивания (ифр) одиночных имитаторов твэлов и модельных TBC ВВЭР из штатных конструкционных элементов- при1 заливе сверху и снизу в условиях разгерметизации и раздутия окисленных оболочек. Необходимо проводить верификацию расчетных моделей, реализованных в существующих кодах для анализа процессов разогрева и охлаждения твэлов ВВЭР при аварии с потерей теплоносителя при изменении площади проходного сечения. Необходимо разрабатывать методику оценки основных характеристик расхолаживания при повторном заливе снизу или сверху одиночных имитаторов твэлов и модельных TBC ВВЭР в1 условиях МПА и ЗПА. На решение вышеприведенных задач направлена настоящая работа, что обуславливает ее актуальность.
Целью работы является расчетно-экспериментальное исследование повторного залива одиночных имитаторов твэлов и модельных тепловыделяющих сборок ВВЭР из штатных конструкционных элементов при максимальной проектной и запроектной авариях.
Научная новизна:
- впервые получены массив данных и обобщающее соотношение для скорости фронта смачивания одиночных имитаторов твэлов и модельных TBC ВВЭР при заливе снизу в условиях разгерметизации и раздутия окисленных оболочек. Установлена зависимость ифр от температуры оболочки, массового расхода охлаждающей воды и подведенного тепла. Показано, что на скорость фронта смачивания влияют также раздутие и разгерметизация оболочки, окисление поверхности и возможно изменение ифр до 3 раз по длине и сечению модельной TBC. Обнаружено, что известные соотношения в исследованных условиях предсказывают скорость фронта смачивания до 2-^-3 раз больше, чем в эксперименте;
- впервые получены массив данных и обобщающее соотношение для скорости фронта смачивания модельных TBC ВВЭР из штатных конструкционных элементов с окисленными оболочками при заливе сверху. Установлена зависимость иф от температуры оболочки, массового расхода охлаждающей воды. Обнаружено, что влияние температуры оболочки на скорость фронта смачивания более существенное, чем при заливе снизу;
- обработаны температурные режимы. 20 экспериментов по повторному заливу одиночных имитаторов твэлов (113) и 23 - модельных 19-ти и 37-ми стержневых TBC ВВЭР (НЗ и ВЗ) на стенде ПАРАМЕТР: Диапазоны изменения режимных параметров в опытах: с одиночными имитаторами - максимальная температура обог лочки до залива ТС1о = 760-4190 "С, расход подачи воды залива pw = 12- 78 кг/(м2-с)^ мощность, имитирующая остаточное тепловыделение, qi = 0-4,5 кВт/м, температура воды на входе в РУ Так — 20 °С; модельными TBC ВВЭР - = 500-1160 °С (НЗ), Тст0 • 460-1490 °С (ВЗ), /л\> 13- 19,5 кг/(м2-с) (ВЗ), pw = 49-811 кг/(мт-с) (ЫЗ), Д7"„сл - 80-120 °С. Во всех экспериментах оболочки окисленные, а в ряде - раздутые и разгерметизированные;
- совместно с ОКБ "Гидропресс" подтверждена применимость расчетных моделей, реализованных в кодах КАНАЛ-97, КОРСАР/ГГ1, для анализа; процессов, разогрева и охлаждения твэлов ВВЭР при аварии с потерей теплоносителя в условиях изменения площади проходного сечения для теплоносителя до 5% вследствие раздутия их оболочек;
- усовершенствована балансовая методика оценки основных характеристик расхолаживания при повторном заливе снизу или сверху одиночных имитаторов твэлов и; модельных TBC ВВЭР в условиях МГТА и ЗПА, удовлетворительно описывающая опытные данные в диапазоне температур до 1200 °С.
Достоверность представленных в диссертации результатов обосновывается использованием на стенде ПАРАМЕТР современных приборов высокого класса точности, воспроизводимостью опытных данных при различной скорости опроса датчиков, проведением необходимых тарировок измерительных средств и выполнением баланса подведенного и отведенного от TBC тепла.
Полученные массивы данных по скорости фронта смачивания одиночных имитаторов твэлов и модельных тепловыделяющих сборок ВВЭР согласуются с имеющимися представлениями об исследованных процессах.
Надежность предложенной методики оценки основных характеристик расхолаживания одиночного имитатора твэла и модельной TBC при повторном заливе подтверждается тем, что она основана на балансе подведенного и отведенного тепла и согласуется с результатами расчета и опытными данными, полученными для штатных конструкционных элементов активной зоны реактора ВВЭР в диапазоне температур до 1200 °С.
Рассчитанные максимальная температура оболочки одиночного имитатора твэла ВВЭР, время ее достижения и основные характеристики повторного смачивания в условиях МПА по двум лицензионным (KAHAJT-97 и КОРСАР/ГП) и специально разработанному для проведения испытаний на стенде ПАРАМЕТР (PARAM-TG) кодам согласуются с экспериментальными данными.
Практическая ценность работы. Данные по температурным режимам твэлов, изготовленных из штатных конструкционных элементов, в условиях МПА и ЗПА использованы для верификации кодов КОРСАР/ГП, KAHAJI-97, предназначенных для анализа безопасности АЭС с ВВЭР, и кода PARAM-TG, разработанного для расчетного сопровождения экспериментов на стенде ПАРАМЕТР.
Полученные температурные режимы, созданные массивы данных и обобщающие соотношения по скорости фронта смачивания одиночных имитаторов твэлов и модельных TBC ВВЭР с окисленными, раздутыми и разгерметизированными оболочками могут быть применены при разработке и верификации моделей повторного залива при МПА и ЗПА как существующих, так и усовершенствованных теплогидравлических кодов улучшенной оценки.
Усовершенствованная балансовая методика позволила оценить основные характеристики расхолаживания одиночного имитатора твэла и модельной тепловыделяющей сборки ВВЭР и может быть использована при подготовке сценариев экспериментов по повторному заливу снизу или сверху как на стенде ПАРАМЕТР, так и на других установках.
Полученные массивы данных по скорости фронта смачивания одиночных имитаторов твэлов и модельных тепловыделяющих сборок ВВЭР согласуются с имеющимися представлениями об исследованных процессах.
Надежность предложенной методики оценки основных характеристик расхолаживания одиночного имитатора твэла и модельной TBC при повторном заливе подтверждается тем, что она основана на балансе подведенного и отведенного тепла и согласуется с результатами расчета и опытными данными, полученными для штатных конструкционных элементов активной зоны реактора ВВЭР'в диапазоне температур до 1200 "С.
Рассчитанные максимальная температура оболочки одиночного имитатора твэла ВВЭР, время ее достижения и основные характеристики повторного смачивания в условиях МПА по двум лицензионным (KAHAJI-97 и KOPCAP/TTTh и специально разработанному для проведения испытаний на стенде ПАРАМЕТР (PARAM-TG) кодам согласуются с экспериментальными данными.
Практическая ценность работы. Данные по температурным режимам твэлов, изготовленных из штатных конструкционных элементов, в условиях МПА и ЗПА использованы для верификации кодов КОРСАР/ГП, KAHAJT-97, предназначенных для-анализа безопасности АЭС с ВВЭР, и кода PARAM-TG, разработанного для расчетного сопровождения экспериментов на стенде ПАРАМЕТР.
Полученные температурные режимы, созданные массивы данных и обобщающие соотношения по скорости фронта смачивания одиночных имитаторов твэлов и модельных TBC ВВЭР с окисленными, раздутыми и разгерметизированными оболочками могут быть применены при разработке и верификации моделей повторного залива при МПА и ЗПА как существующих, так и усовершенствованных теплогидравлических кодов улучшенной оценки.
Усовершенствованная балансовая методика позволила оценить основные характеристики расхолаживания одиночного имитатора твэла и модельной тепловыделяющей сборки ВВЭР и может быть использована при подготовке сценариев экспериментов по повторному заливу снизу или сверху как на стенде ПАРАМЕТР, так и на других установках.
Личный вклад автора состоит в;
- обработке температурных режимов 20 экспериментов по повторному заливу одиночных имитаторов твэлов (НЗ) и 23 - модельных 19-ти и 37-ми стержневых TBC ВВЭР (НЗ и ВЗ) из штатных конструкционных элементов на стенде ПАРАМЕТР. Во всех экспериментах на одиночных имитаторах твэлов, а также в 9 — на модельных TBC автор принимал непосредственное участие и выполнял пре- и посттестовые расчеты с помощью кода PARAM-TG;
- создании массивов данных и получении обобщающих соотношений по скорости фронта смачивания одиночных имитаторов твэлов и модельных тепловыделяющих сборок ВВЭР с окисленными при заливе сверху и раздутыми, разгерметизированными и окисленными оболочками - при заливе снизу;
- сопоставлении экспериментальных данных по максимальной температуре оболочки одиночного имитатора твэла ВВЭР, времени ее достижения и характеристик повторного смачивания в условиях МПА на стенде ПАРАМЕТР с результатами расчетов с помощью лицензионных кодов КОРСАР/ГП, КАНАЛ-97, выполненных совместно с ОКБ "Гидропресс";
- усовершенствовании балансовой методики оценки основных характеристик расхолаживания одиночных имитаторов твэлов и модельных TBC ВВЭР и проведении сопоставления с опытными данными, полученными для штатных конструкционных элементов в диапазоне температур до 1200 °С.
Основные положения работы, выносимые на защиту:
1. Результаты расчетно-экспериментального исследования температурных режимов при повторном заливе снизу и сверху одиночных имитаторов твэлов и модельных тепловыделяющих сборок ВВЭР из штатных конструкционных элементов при максимальной проектной и запроектной авариях.
2. Массивы данных и обобщающие соотношения по афр окисленных, раздутых и разгерметизированных одиночных имитаторов твэлов и модельных TBC ВВЭР при заливе снизу и сверху в условиях МПА и ЗПА.
3. Данные по температурным режимам одиночных имитаторов твэлов ВВЭР в условиях МПА, полученные в экспериментах на стенде ПАРАМЕТР, и результаты расчетов по коду PARAM-TG на стадии нагрева и по кодам KAHAJT-97, КОР-САР/ГП совместно с ОКБ "Гидропресс" - на всех стадиях аварии, включая повторный залив, а также их сопоставление.
4. Балансовая методика оценки основных характеристик расхолаживания одиночных имитаторов твэлов и модельных TBC ВВЭР при заливе снизу и сверху в условиях максимальной проектной аварии, применимая для штатных конструкционных элементов в диапазоне температур до 1200 °С.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы были доложены на: XVII Школе-семинаре молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева, ЦАГИ, г. Жуковский, 2009 г.; Шестнадцатой международной научно-технической конференции студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика", МЭИ, г. Москва, 2010 г.; семинаре ИБРАЭ РАН, г. Москва, 22 сентября 2010 г.; Пятой Российской национальной конференции по теплообмену (РНКТ-5), МЭИ, г. Москва, октябрь 2010 г.; Семнадцатой международной научно-технической конференции студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика", МЭИ, г. Москва, 2011 г.; заседании кафедры ИТФ МЭИ 6 апреля 2011 г.; Седьмой МНТК "Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР", ОКБ "Гидропресс", г. Подольск, 17-20 мая 2011 г.; XVIII Школе-семинаре молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева, пансионат РАН "Звенигородский", г. Звенигород, 23-27 мая 2011 г.
1.4. ВЫВОДЫ:
1. Данные по скорости фронта смачивания одиночных имитаторов твэлов и модельных тепловыделяющих сборок в условиях максимальной проектной и запро-ектной аварий ограничены, а в условиях образования оксидного слоя на поверхности, раздутия и разгерметизации оболочек, вызванных повышением давления и i температуры - отсутствуют.
2. Имеющиеся исследования повторного залива- при подаче охлаждающей- воды снизу и сверху проведены при максимальных температурах оболочки, не превышающих 1100 °С, когда вклад-тепловыделения-, от пароциркониевой реакции существенно меньше, чем от остаточного тепловыделения.
3. Имеющиеся обобщающие зависимости по скорости фонта'смачивания модельных TBC полученьг в ограниченном-диапазоне температур оболочек и расходов охлаждающей воды.
4. Применяемые расчетные коды требуют верификации. noN максимальной" температуре оболочки, времени расхолаживания и-темпу продвижения фронтов смачивания на имитаторах твэлов из штатных материалов и в условиях, по возможности приближающихся к.реальным.
5. Существующие методики оценки основных- характеристик расхолаживания одиночных имитаторов твэлов и модельных TBC в условиях, максимальной проектной и запроектной аварий не учитывают тепла пароциркониевой реакции и запасенного тепла в элементах конструкции.
На- основании- проведенного обзора исследований сформулированы цели настоящей работы:
- расчетно-экспериментальное исследование повторного- залива снизу (НЗ) и сверху (ВЗ) одиночных имитаторов твэлов и модельных тепловыделяющих сборок (TBC) ВВЭР в условиях максимальной проектной и запроектной аварий;
- проведение экспериментов по повторному заливу снизу и сверху при температурах оболочки, когда вклад тепловыделения пароциркониевой реакции сопоставим с остаточным тепловыделением;
- создание массива данных по скорости фронта смачивания одиночных имитаторов твэлов и модельных TBC в условиях разгерметизации и раздутия оболочек твэлов;
- получение обобщающих соотношений по скорости фонта смачивания модельных TBC, описывающих опытные данные в более широком диапазоне изменения режимных параметров;
- проведение сопоставления расчетных кодов с экспериментальными данными по максимальной температуре оболочки, времени расхолаживания и темпу продвижения фронтов на имитаторах твэлов из штатных материалов и в условиях, по возможности приближающихся к реальным;
- усовершенствование методики оценки основных характеристик расхолаживания одиночных имитаторов твэлов и модельных TBC в условиях максимальной проектной и запроектной аварий с учетом тепла пароциркониевой реакции и запасенного тепла в элементах конструкции.
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА
Эксперименты по исследованию повторного залива в условиях максимальных проектных и запроектных аварий с потерей теплоносителя проводились на стенде ПАРАМЕТР (ФГУП "НИИ НПО "Луч") [34]. Основными элементами и устройствами стенда, отображенными на рис. 36; являются следующие: рабочий участок с модельной TBC; система электрического нагрева модельной TBC и электропитания технологических систем стенда; система генерации и конденсации пара; система аварийного залива модельной тепловыделяющей сборки снизу; система газового обеспечения аргоном и гелием; система анализа водорода; информационно-измерительная система.
Перегретый пар из системы генерации пара и нагретый газ,— носитель (аргон), подаются снизу в рабочий,участок* с модельной TBC. Из верхней части рабочего-участка непрореагировавший пар, аргон и водород, образовавшийся в результате пароциркониевой- реакции, поступают в водоохлаждаемый конденсатор 1>. Из конденсатора 1 аргон, воздух и водород поступают в систему газового анализа, затем в спецвентиляцию.
Питание водой системы генерации пара осуществляется насосом ПН1 из емкости ГЕ1 объемом 75 л. Залив снизу осуществляется автономной системой, включающей емкость с водой ГЕ4 объемом. ~ 23 л под постоянным давлением р8, электроклапан VI9 и расходомер R2. Залив сверху осуществляется автономной системой, включающей емкость с водой объемом 75 л под постоянным давлением р7, электроклапан ЭМКЗ и расходомер R3.
В процессе эксперимента контролируются параметры пара (Gst ¡n, Tst ¡п), аргона (G/u- ¡п9 TAr in) и расход воздуха (Gair in) на входе в рабочий участок, расход газовой смеси (G(R4)) и концентрация кислорода в газовой смеси - на выходе в спецвентиляцию, а также масса воды в основной питающей емкости (М1, ГЕ1) и емкости нижнего залива (М4, ГЕ4); масса конденсата пара в емкостях (ГЕ5, ГЕ5', ГЕ5.1, ГЕ5.2, ГЕ5.3, FE5.4, ГЕ5.5), расположенных после конденсатора 1 и масса воды, слива с верхнего фланца.рабочего участка (ГЕ6:1, ГЕ6.2, ГЕ6;3).
Рабочий у часток для испытаний одиночных имитаторов твэлов Конструкция рабочего участка (РУ) представляет собой цилиндрический сосуд, вы- . полненный из стали 12Х18Н10Т, высотой 1490 мм и диаметром 032 мм с толщиной стенки 2 мм (рис. 37). На боковой поверхности камеры расположены.штуцеры входа и выхода рабочей среды — аргона, пара и воды нижнего залива. Снаружи корпуса рабочего- участка установлен слой- теплоизоляции толщиной 34 мм- из двуокиси циркония (Zr02, ZYFB-3) или шамотного кирпича ШВП-350. Верхний фланец обеспечивает ввод в. рабочую; камеру и герметизацию исследуемого имитатора; твэла с, системой контроля температуры- оболочки. Электроизоляция нагревателя твэла', обеспечивается?верхним и; нижним металлокерамическими узлами (МКУ), установленными в верхнем фланце и; нижнетчасти рабочего »участка; Вшерхнем фланце установлены; два^МКУ для ввода, и герметизации датчиков: температуры и давления. Конструкция® РУ обеспечивает проведение испытаний имитаторов твэлов при температуре оболочки до 1200 °С и давлении до 6,0 МГГа.
Рабочий участок для испытаний модельных тепловыделяющих сборок Корпус РУ для?испытаний модельных.TBC (рис.38) состоит из грех секций, соединенных фланцами. Верхняя' секция предназначена для ввода в рабочий объем И; герметизации имитаторов твэлов, термопар и трубок; системы верхнего залива, подачи' аргона при нижнем заливе, вывода парогазовой-смесииз рабочего участка в теплообменник - конденсатор, отвода и контроля объема воды, поступившей из модельной' сборки при заливе, сверху. Верхняя секция РУ (рис. 386) состоит из корпуса,, изготовленного из трубы 0133x6 мм из нержавеющей стали и оснащенного кожухом
ТЮрМ
Смеситель р11Т11 чо
Т^д Фильтр Вентилятор
ПНЗ
Р22 ПН4
Рис. 36. Функциональная схема стенда ПАРАМЕТР (ФГУП «НИИ НПО «Луч») водяного охлаждения, двух водоохлаждаемых фланцев, направляющего канала, экрана. В корпусе установлены штуцеры вывода парогазовой смеси, подачи аргона при нижнем заливе, отвода воды из модельной сборки при верхнем заливе.
Средняя секция (рис. 38в) предназначена для размещения модельной TBC, теплоизоляции, системы регистрации и контроля параметров испытаний, а также компенсации температурных расширений обечайки. Корпус средней секции выполнен из стальной трубы 0133x6 мм и оборудован кожухом водяного охлаждения. В корпусе соосно располагаются модельная тепловыделяющая сборка, цилиндрическая циркониевая обечайка 069,7x1,2 мм, слой теплоизоляции. Верхняя и нижняя разделительные мембраны вместе с компенсирующим сильфоном служат для герметизации исследуемой TBC.
Нижняя секция рабочего участка (рис. 38г) служит для раздельной подачи пара, аргона и охлаждающей воды снизу в рабочий объем модельной сборки. Корпус нижней секции изготовлен из двух труб из нержавеющей стали 0156x6x690 мм, 0203x3x210 мм и снабжен нагревателем. В корпусе установлены штуцеры подвода пара, аргона, охлаждающей воды при нижнем и аварийном заливах. Верхний и нижний водоохлаждаемые фланцы используются для ввода токоподводов, термопар и слива воды.
Основные технические характеристики модельной TBC приведены в таблице 2.
Рис. 37. Общий вид рабочего участка стенда ПАРАМЕТР для испытаний одиночных имитаторов твэлов в условиях аварии LOCA
Нагреватель
Мембрана
Нагреватель
Конденсат
Водяной пар
Система начального залива снизу
Система верхнего залива
Система основне залива снизу
Компенсатор адяной пар + Ar+H¡ Мембрана
Обечайка
Теплоизоляция
Дистанционируюицая решетка
Твэл
U02 таблетка
Общий вид рабочего участка
Рис. 38. Рабочий участок стенда ПАРАМЕТР для испытаний модельных TBC в условиях аварии LOCA б)верхняя секция
Вода 4 -охлаждения х в) средняя секция
Вода охлаждения
Нижний залив
Воздух (20%02+ 80%N2) г) нижняя секция
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Проведено расчетно-экспериментальное исследование повторного залива снизу (НЗ) и сверху (ВЗ) одиночных имитаторов твэлов И: модельных тепловыделяющих сборок (TBC) ВВЭР из штатных конструкционных элементов в условиях максимальной проектной и запроектной аварий. Получены данные по температур!гым режимам одиночных имитаторов твэлов при заливе снизу и 19-ти: и 37-ми стержневых TBC ВВЭР при заливе: снизу и сверху из, штатных конструкционных, элементов на стенде ПАРАМЕТР в» диапазонах изменения режимных: параметров; В: опытах:; с одиночными имитаторами — максимальная: температура оболочки до залива. Га0 = 760-1190 °С, расход подачи воды залива/w = 12т-78 кг/(м~-с); мощность, имитирующая остаточное тепловыделение; qi~ 0-4,5 кВт/м; температура воды на входе в РУ-Т^ = 20 °С; модельными TBC ВВЭР - ТсЛ — 500-1160 °С (НЗ), 7'ci0 = 460М490 °С (ВЗ), pw = 13- 19,5 кг/(м2-с) (ВЗ), рил = 49-81 кг/(мг-с) (НЗ); АТНСД — 8,0т-120 Вошсех экспериментах; оболочки;окисленные, а в-ряде -раздутые и разгерметизированные.
2. Впервые получен массив данных и обобщающее соотношение по- скорости фронта смачивания- одиночных имитаторов! твэлов^и модельных TBC ВВЭР из штатных : конструкционных; элементов при заливе; снизу в. условиях разгерметизации и раздутия окисленных оболочек. Установлена зависимость скорости, фронта смачивания от температуры оболочки, массового/ расхода охлаждающей воды и подведенного - тепла. Показано, что на скорость фронта смачивания влияют также раздутие и разгерметизация- оболочки, окисление поверхности и возможно ее изменение до 3 раз по длине и сечению модельной TBC. Обнаружено, что в исследованных условиях; ифр до 2-3 раз меньше, чем по результатам: расчета согласно известным соотношениям.
3. Впервые получен массив: данных и: обобщающее соотношение по скорости фронта смачивания модельных TBC ВВЭР из штатных конструкционных элементов при-1 заливе сверху с окисленными оболочками. Установлена зависимость и, от температуры оболочки и массового расхода, охлаждающей воды. Обнаружено, что влияние температуры оболочки на скорость фронта смачивания более существенно, чем при заливе снизу.
4. Полученные температурные режимы одиночных имитаторов твэлов ВВЭР в условиях МПА на стадии нагрева сопоставлены с результатами расчета по коду PARAM-TG, разработанному для расчетного сопровождения экспериментов на стенде ПАРАМЕТР. Получено удовлетворительное согласование опытных и расчетных данных по максимальной температуре оболочки и времени ее достижения.
5. Полученные температурные режимы одиночных имитаторов твэлов ВВЭР на стенде ПАРАМЕТР в условиях МПА на стадиях нагрева и повторного залива сопоставлены с результатами расчетов по кодам KAHAJI-97, КОРСАР/ГП, выполненных совместно с ОКБ "Гидропресс". Обнаружено, что максимальная температура, время расхолаживания, положение фронта смачивания согласно рассмотренным кодам предсказываются удовлетворительно. Обосновано применение кодов KAHAJI-97, КОРСАР/ГП для анализа процессов разогрева и охлаждения твэлов ВВЭР при аварии с потерей теплоносителя при изменении площади проходного сечения для теплоносителя до 5 % вследствие раздутия оболочки.
6. Усовершенствована балансовая методика оценки основных характеристик расхолаживания при повторном заливе снизу или сверху одиночных имитаторов твэлов и модельных TBC ВВЭР в условиях МПА и ЗПА, удовлетворительно описывающая опытные данные в диапазоне температур до 1200 °С.
1. F. Kaminaga, Н. Uchida. Reflooding Phenomena in a Single Heated Rod. Part 1, Experimental Study. Bulletin of the JSME, vol. 22, no. 169, 1979.
2. M. Juarsa, A.R. Antariksawan, et al. Study on boiling heat transfer during reflooding process in QUEEN test section. Proc. of ICAPP'05, 2005
3. D. Hein. Modellvorstellungen zum Wiederbenetzen durch Fluten. DoktorIngenieur genhmigte Dissertation, Hannover, 1980 r.
4. A.M. Волчек, Ю.П. Джусов, А.Д! Ефанов, С.Г. Калякин и др. Исследование влияния капельного орошения поверхности на скорость окисления-циркониевых оболочек в пару при температурах 700-800 °С. Труды МНТК "Теплофизика-98", т.1, 1998 г., стр.113-127.
5. J. Singha, L.E. Hochreiter, F. В. Cheung. Effects of surface roughness, oxidation level and liquid subcooling on the minimum film boiling temperature. Experimental Heat Transfer, vol. 16, 2003, p. 45-60
6. J. Zhang, K. Mishima, T. Hazuku, T. Takamasa. Reflooding.Experiments on a Vertical* Surface with Radiation-Induced Surface Activation. Journal' of Nuclear Science and Technology, vol. 45, no. 6, 2008, pp. 541-546.
7. Y. Abe, Y. Sudo, M. Osakabe. Experimental Study of Upper Core Quench in PWR Reflood Tests. Journal of Nuclear Science and Technology, vol. 20, no.7. 1983, pp. 571-583.
8. Y. Sudo, M. Osakabe. Effects, of Partial Flow Blockage on Core Heat Transfer in Force-Feed Reflood Tests. Journal of Nuclear Science and Technology, vol. 20, no. 4, 1983, pp. 322-332.
9. Звонарев Ю.А., Комендантов А.С., Кузма-Кичта Ю.А. Экспериментальное характеристик теплообмена при повторном смачивании и поверхности нагрева // Теплоэнергетика, 1984, №5
10. Балашов С.М., Коньков А.С., Землянухин В.В. Экспериментальное исследование повторного затопления в сборках тепловыделяющих стержней ВВЭР // Теплоэнергетика, Москва, 1999, №6
11. Ганчев Б. Г. Охлаждение элементов ядерных реакторов стекающими пленками. М: Энергоатомиздат, 1987 г., с. 191.
12. А.Р. Амиров, Б.Г. Ганчев, В.В. Баранов и др. Возобновление смачивания пучка стержней при верхней и нижней подаче жидкости. Вопросы атомной науки и техники, 1987, вып. 3, с. 31-38
13. Блага. В. Экспериментальное исследование процессов теплоотвода вканалах различной геометрии в условиях аварийного охлаждения ВВЭР/ Дисс. . кандидата технических наук, Москва, 1988 г.
14. Балашов С. М. Экспериментальное исследование процессов осушенияи повторного затопления на имитаторах твэлов для обоснования расчетов аварийных режимов ВВЭР. Диссертация . кандидата технических наук, Москва, 1989 г.
15. В.В. Ложкин, O.A. Судницын, Б.И. Куликов. Результаты экспериментального исследования по повторному, охлаждению на моделях TBC реактора ВВЭР при заливе снизу. Труды МНТК "Теплофизические аспекты безопасности ВВЭР", т. 1, ГНЦТФ ФЭИ, 1998, стр. 389-399.
16. Ефанов А.Д., В.В. Ложкин, Сергеев, В.В., O.A. Судницын, С.И. Зайцев. Анализ экспериментов по повторному заливу и верификация расчетных кодов. Труды МНТК "Теплофизические аспекты безопасности ВВЭР", т. 1, ГНЦ РФ ФЭИ, 1998, стр. 400-410.
17. В.П. Спассков, Ю.Г. Драгунов, С.Б. Рыжов, А.К. Подшибякин, Н.С. Филь, С.И. Зайцев и др. Расчетное обоснование теплогидравлических характеристик реактора и РУ ВВЭР М.: Академкнига, 2004г., 340с.
18. Безруков Ю.А. Обоснование безопасности реакторов ВВЭР на основе экспериментальных теплогидравлических исследований. Диссертация . доктора технических наук, Подольск, 2007 г.
19. В.В. Сергеев. Теплообмен в закризисной зоне парогенерирующих каналов и теплогидравлика ТВС в переходных и* аварийных режимах. Диссертация. . доктора технических наук, Обнинск, 2007 г.
20. S. Cho, H.-S. Park, K.-Y. Choi, K.-Ho Kang, W.-P. Baek, Y.-S. Kim. Gore Thermal Hydraulics Behavior during the Reflood Phase of Cold-Leg LBLOCA Experiments using the ATLAS Test Facility. Nuclear Engineering and Technology, vol. 41, no. 10, 2009.
21. Блинков B.H., Мелихов О.И., Мелихов В.И., Елкин И.В., Никонов -С.М., Парфенов Ю!В. Верификация процедур по управлению авариями« АЭС с ВВЭР-1000 на стенде ПСБ-ВВЭР // Журнал "Новое в российскойчэлектроэнергетике", № 11, 2009
22. L. Sepold, W. Hering, С. Homann, et al. Experimental'and computational results of the QUENCH-06 Test (OECD ISP-45). Forschungszentrum Karlsruhe, 2004
23. Л.И. Зайчик, A.E. Киселев, В.Д. Озрин, В.Ф. Стрижов и др. Верификация расчетного комплекса СОКРАТ/ВЗ. 6-я МНТК «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР», Подольск, Россия 26-29 мая 2009 г, доклад на CD.
24. Киселев А.Е. Моделирование внутрикорпусной стадии запроектной аварии и создание программного комплекса для анализа безопасности во-до-водяных энергетических реакторов. Дисс. доктора технических наук, Москва, 2004 г.
25. Мигров Ю.А., Волкова С.Н., Юдов Ю.В. и др. КОРСАР теплогид-равлический расчетный код нового поколения для обоснования безопасности АЭС с ВВЭР. Теплоэнергетика. 2001. №9. с. 36-49.
26. Юдов Ю:В., Волкова С.Н., Бондарчик Б.Р., Бенедиктов Д.В(. Анализ и обоснование замыкающих соотношений теплогидравлической модели PK КОРСАР: Сборник трудов научно-технической конференции "Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР", Подольск, 2001.
27. Борисов С.Д., Борисов Л.Н., Филь Н.С., Зайцев-С.И. Валидация программы Течь — М — 97 по результатам эксперимента с большой течью на крупномасштабном стенде с ядерным нагревом. Труды 4ой МНТК "Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР" , 2005 г.
28. Драгунов Ю.Г, Филь Н. С., Борисов С. Л., Борисов Л. Н., Зайцев С.И. "Валидация программы ТЕЧЬ-М-97 по результатам эксперимента с большой течью на крупномасштабном стенде с ядерным нагревом", Атомнаяjэнергия, т. 99, вып. 6, 2005 г., стр. 444-453.
29. Ефанов А.Д., Виноградов В.Н., Гальченко Э.Ф., Сергеев В.В., Судни-цын-О.А. Верификация«теплогидравлических кодов на стандартной задаче нижнего повторного,залива. Теплоэнергетика. 2003. №11. С. 16-20.
30. С.С. Базюк, Е.Б. Попов, Н.Я. 11аршин, Ю.А. Кузма-Кичта. Моделирование повторного залива.тепловыделяющей сборки ВВЭР5 // Труды Пятой Р0ссийско№национальной»конференции погтеплообмену. Mí: Издательский дом МЭИ, 2010, т. 1, с. 161 -164,
31. С. С. Базюк, Е.Б. Попов, Hi Я\ Паршин- KDí Ai. Кузмаv~Кичта: Исследование повторного* залива модельной TBC ВВЭР. Тепловые процессы в технике, 2010 г., № 12. / ■ •
32. A. Kisselev, V. F. Strizhov, A. D. Vasiliev, V. I. Nalivaev, N. Ya.Parshin. Thermal Hydraulics Aspects, of Top Reflood Experiment: PARAMETER-SF1 Modeling; Transactions, SMiRT 19, Toronto; 2007
33. V. Nalivaev, A. Kiselev, J.-S. Lamy, S. Marguet, V. Semishkin, J. Stuckert, Ch. Bals, K. Trambauer, T. Yudina, Yu. Zvonarev. The PARAMETER test series. Proceedings of ERMSAR, Corium Issues Session 2 Paper№2-3 .2008.
34. Игнатьев Д.Н. Экспериментальное исследование поведения твэлов ВВЭР в условиях аварии с большой течью из первого контура РУ. Диссертация . кандидата технических наук, Подольск, 2009 г.
35. Г.Н. Полетаев, В.Б. Проклов; Э.Ю. Щепетильников. Обобщение теории смачивания горячих поверхностей и её применение в анализе аварий ВВЭР. Труды 7ой МНТК "Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР", 2007 г.
36. C.M. Балашов, B.B. Землянухин, B.B. Зоричев. Исследование повторного • затопления малостержневых сборок имитаторов твэлов ВВЭР-440. Сб. тезисов ОНТК "Теплофизика-99". Обнинск, 1999 г. - 348 с.
37. С. С. Базюк, Ю. А. Кузма Кичта. Исследование повторного залива модельной ТВС ВВЭР на стенде ПАРАМЕТР // Семнадцатая МНТК студ.и аспирантов "Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика". Тезисы докладов. М.: Издательский дом МЭИ, 2011, т. 3, с. 55-57.
38. Ю.Н. Кузнецов. Теплообмен в проблеме безопасности ядерных реакторов. М.: Энергоатомиздат, 1989 - 296 с.
39. Б.С. Петухов, Л.Г. Генин, С.А. Ковалев, С.Л. Соловьев. Теплообмен в ядерных энергетических установках. М.: Издательство МЭИ, 2003 г.
40. С.С. Кутателадзе. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление. Справочное пособие. М.: Энергоатомиздат, 1990 г. - 367 с.
