Geum.ru

Атомная наука и промышленность

Вид материалаДокументы

Содержание


База данных по теплогидравлической безопасности водоохлаждаемых яэу
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   19

БАЗА ДАННЫХ ПО ТЕПЛОГИДРАВЛИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ВОДООХЛАЖДАЕМЫХ ЯЭУ


Ефанов А.Д., Бобков В.П., Виноградов В.Н., Пометько Р.С., Смогалев И.П., ГНЦ РФ-ФЭИ им. А.И.Лейпунского


Важнейшие факторы, от которых существенно зависят повышение энергонапряженности, надежность и экономичность водоохлаждаемых реакторов, связаны с гидродинамикой, теплообменом и кризисом теплообмена. Большое значение для обеспечения надежности оборудования и корректности теплогидравлических расчетов имеет также надежность знания теплофизических свойств материалов активных зон и других узлов оборудования. Ниже представлен обзор основных результатов деятельности отраслевого Центра теплофизических данных (ЦТД, ГНЦ РФ–ФЭИ) по развитию технологии работы с данными и знаниями и по их использованию для решения актуальных практических задач в интересах реакторостроения.

В 1980 году в ЦТД ФЭИ начато создание банка данных [1] по теплогидравлике ЯЭУ, в том числе и водоохлаждаемых. Для поддержки всего цикла работ создана технология подготовки, обработки и анализа информации, позволяющая с привлечением квалифицированных специалистов (экспертов) ГНЦ РФ-ФЭИ и других предприятий готовить к распространению информацию, имеющую статус наиболее надёжной и достоверной.

Технология включает в себя:
  • сбор экспериментальных данных по теплогидравлическим процессам и по теплофизическим свойствам реакторных материалов и создание баз данных и тематических компиляций;
  • оценку и анализ данных с целью выработки надёжных и всесторонне обоснованных расчетных рекомендаций;
  • экспертную оценку надёжности и тестирование рекомендаций;
  • подготовку и выпуск периодических сборников рекомендаций;
  • создание специализированных баз данных и баз знаний на основе рекомендованной информации.

В банке данных ЦТД накоплена уникальная информация о теплогидравлических исследованиях, выполненных в институтах бывшего СССР и в мировых научных центрах. По ряду направлений удалось спасти информацию, которая могла бы быть безвозвратно утрачена.

Решение прикладных задач с использованием банка данных. Использование накопленных экспериментальных данных позволило решить ряд научных и практических задач, необходимых для расчета и проектирования АЭС.

Критические тепловые потоки в каналах. КТП в трубах. Скелетная таблица для КТП в круглых равномерно обогреваемых трубах [2] была создана на основе международного банка данных (ЦТД ГНЦ РФ-ФЭИ и Chalk River Lab., Canada). Она интегрирована в расчетный код RELAP и используется для расчета КТП в пучках стержней.

КТП в кольцевых каналах. Скелетная таблица для КТП в кольцевых каналах [3] была разработана на основе банка экспериментальных данных, скелетной таблицы для труб и с использованием расчетных моделей.

КТП в пучках стержней. Скелетная таблица для КТП в треугольных пучках [4] используется в отраслевом коде КОРСАР для расчетов реакторов типа ВВЭР.

Скелетная таблица для КТП в квадратных пучках [5] получена с использованием данных, полученных на девяти экспериментальных сборках.

Закризисный теплообмен. В результате сотрудничества с Chalk River Lab., Canada, был создан международный банк данных по закризисному теплообмену и совместная версия скелетной таблицы [6].

Верификация и кросс-верификация кодов. Был проведен важный цикл работ по верификации отраслевого кода КОРСАР [7, 8], результатом которых было совершенствование модулей КОРСАР по расчету критических тепловых потоков и закризисного теплообмена, а также отдельные работы по верификации других отечественных кодов. С участием ЦТД был проведен цикл работ по кросс-верификации теплогидравлических на 4 Российских стандартных проблемах повторного залива [9, 10]. В этих работах участвовали специалисты восьми организаций, для кросс-верификации были использованы коды КАНАЛ-97, КОРСАР, RELAP5/Mod3.2, RELAP5/Mod3.2.2, RELAP5/MOD3.3, ATHLET1.2, CATHARE, COBRA-TF.

Подготовка сборников расчетных рекомендаций. Создание банка данных и общей технологии его использования позволило в 1991 году разработать и издать отраслевой руководящий технический материал (РТМ) [11]. В 2005-2006 гг. Научно-Технический Центр Госатомнадзора России инициировал подготовку к выпуску современной версии «Руководства по безопасности» (РБ) под названием «Расчетные соотношения и методики расчета гидродинамических и тепловых характеристик элементов оборудования водоохлаждаемых ядерных энергетических установок». Разработанный проект документа прошел первую экспертизу ведущих специалистов 13 предприятий отрасли. Экспертиза также выявила ряд проблем, которые необходимо решать для существенного улучшения материала и повышения надежности РБ.

Справочник по теплофизическим свойствам материалов. Итогом работ по сбору информации по теплофизическим свойствам реакторных материалов для условий стационарных, переходных и аварийных режимов работы, проводившихся в течение более десяти лет, стала база экспериментальных и рекомендованных данных [12]. С ее использованием проводится работа по подготовке справочника, содержащего рекомендации по расчету теплофизических свойств реакторных материалов в максимально широком диапазоне температур.

Литература:

1. Бобков В.П., Виноградов В.Н., Кириллов П.Л., Смогалев И.П. Базовый Центр теплофизических данных МинАтома Российской Федерации/ Атомная энергия. - 1996. - т. 80. - вып. 5. - С. 407-410.

2. Groeneveld D.C., Leung L.K.H., Kirillov P.L et al. The 1996 look-up table for critical heat flux in tubes/ Nuclear Engineering and Design. - 1996. - 163. - P. 123.

3. Бобков В.П., Судницын О.А., Судницына М.О. Численное и аналитическое описание критических тепловых потоков в кольцевых каналах/ Атомная энергия. -1998. – т. 86. - вып. 3. - С. 25-32.

4. Критические тепловые потоки в условиях неравномерного энерговыделения в сборках твэлов в треугольной упаковке/ Бобков В.П., Ефанов А.Д., Смогалев И.П., Пометько Р.С./ Труды 4-ой научно-технической конференции «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР». – Подольск. - 2005.

5. Бобков В.П., Ефанов А.Д., Смогалев И.П., Пометько Р.С. Таблица для критических тепловых потоков в сборках твэлов в квадратной упаковке/ Атомная энергия. -2005. - т. 99. - вып. 1. - С. 33-42.

6. Скелетная таблица для коэффициента теплоотдачи в закризисной области при течении воды в трубе (версия 1997 г.)/ Ефанов А.Д., Кириллов П.Л., Смогалев И.П., Ивашкевич А.А., Виноградов В.Н., Сергеев В.В., Греневельд Д., Леунг Л./ Труды конференции «Теплофизические аспекты безопасности ВВЭР (Теплофизика-98)». –Обнинск. -1998. - т.1 - С. 356-371.

7. Бобков В.П., Виноградов В.Н., Ефанов А.Д., Сергеев В.В., Смогалев И.П. Обоснование и верификация модели кризиса теплообмена в пучках стержней теплогидравлического кода КОРСАР. Теплоэнергетика. – 2003. - №3. - С. 189.

8. Веремеев А.А., Виноградов В.Н., Ивашкевич А.А., Смогалев И.П., Ефанов А.Д., Сергеев В.В. Верификация модели закризисного теплообмена теплогидравлического кода КОРСАР/ Теплоэнергетика. - 2002. - №11. - С. 948.

9. Ефанов А.Д., Виноградов В.Н., Гальченко Э.Ф., Сергеев В.В., Судницын О.А. Верификация теплогидравлических кодов на стандартной задаче нижнего повторного залива/ Теплоэнергетика. - 2003. - №11. - С. 891.

10. Верификация теплогидравлических кодов на стандартных задачах повторного залива ВВЭР/ Сергеев В.В., Судницын О.А., Виноградов В.Н./ Доклад на семинаре секции динамики «Оценка экспериментальных данных и верификация расчетных кодов».   Сосновый Бор, НИТИ. - 4-8 октября 2004 г.

11. Руководящий технический материал «Рекомендации, правила, методики расчета гидродинамических и тепловых характеристик элементов и оборудования энергетических установок», РТМ 1604.062-90. - МАЭП СССР, ФЭИ, Координационный совет по теплофизике. - 1991 г.

12. База данных отраслевого базового Центра теплофизических данных (ЦТД) Росатома по теплофизическим свойствам реакторных материалов/Виноградов В.Н., Бобков В.П., Ефанов А.Д., Кобзев М.В., Румянцев В.Н., Смогалев И.П./ Сборник тезисов докладов Российской конференции «Материалы ядерной техники (МАЯТ-2)».   Агой, Краснодарский край. - 19-23 сентября 2005 г. - С. 187.