автореферат диссертации по энергетике, 05.14.03, диссертация на тему:Экспериментальное исследование теплогидравлических характеристик и устойчивости контура естественной циркуляции СПОТ ПГ АЭС-2006

На правах рукописи

004614106

КУХТЕВИЧ Владимир Олегович

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОГИДРАВЛИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК И УСТОЙЧИВОСТИ КОНТУРА ЕСТЕСТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИИ СПОТ ПГ АЭС-2006

Специальность 05.14.03 «Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации»

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Автореферат

2 5 НОЯ 2010

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2010 г.

004614106

Работа выполнена в ОАО «Санкт-Петербургский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт «Атомэнергопроект» (ОАО «СПбАЭП»)», Санкт-Петербург.

Научный руководитель-доктор технических наук, профессор Безлепкин Владимир Викторович.

Научный консультант-доктор технических наук, профессор Валунов Борис Фёдорович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Фокин Борис Сергеевич;

кандидат технических наук, доцент Агафонова Наталия Дмитриевна.

Ведущая организация - открытое акционерное общество «Опытное конструкторское бюро машиностроения имени И. И. Африкантова» (ОАО «ОКБМ Африкантов»), г. Нижний Новгород.

Защита диссертации состоится 26 ноября 2010 г. в 10 ч на заседании диссертационного совета Д 520.023.01 при открытом акционерном обществе «Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И. И. Ползунова» (ОАО «НПО ЦКТИ») по адресу: 191167, Санкт-Петербург, ул. Атаманская, д. 3/6.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ОАО «НПО ЦКТИ».

Отзыв на автореферат, заверенный печатью организации, просим направлять по адресу диссертационного совета ОАО «НПО ЦКТИ»: 191167, Санкт-Петербург, ул. Атаманская, д. 3/6. Факс:(812)717-43-00 E-mail: general@ckti.ru

Автореферат разослан «_»

2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Развитие атомной энергетики неразрывно связано с повышенными требованиями к её безопасности. Система пассивного отвода тепла через парогенераторы (СПОТ ПГ) является техническим средством преодоления запроектных аварий АЭС и предназначена для отвода остаточного тепла активной зоны к конечному поглотителю через второй контур (полное обесточивание АЭС, полная потеря питательной воды, аварии с течами первого контура). СПОТ ПГ является по влиянию на безопасность - важной для безопасности, а по характеру выполняемых функций - защитной системой. В разработанном СПб АЭП проекте АЭС-2006 на площадке ЛАЭС2 в качестве конечного поглотителя используется выкипающая вода, запасённая в баках аварийного отвода тепла (БАОТ). Эти баки размещены на крыше защитной оболочки. В нижней части БАОТ расположены трубчатые теплообменники, внутри которых при опускном движении теплоносителя второго контура парогенерирующей установки осуществляется конденсация пара и охлаждение конденсата. Существенно повышенные по сравнению с воздухоохлаждаемыми теплообменниками коэффициенты теплопередачи и высокая аккумуляция энергии, поглощаемой единицей объёма воды атмосферного давления при её нагреве до температуры насыщения и последующего испарения этой воды («2600 МДж/м3) позволяют создать компактную СПОТ ПГ с приемлемым сроком действия до принятия мер по активному водяному заполнению БАОТ. Транспортировка охлаждаемого теплоносителя от парогенератора до теплообменника и обратно осуществляется естественной циркуляцией.

Для обоснования работоспособности и эффективности проектируемой СПОТ ПГ необходимы крупномасштабные эксперименты, которые были выполнены на комплексном стенде ОАО "НПО ЦКТИ". Результаты этих исследований представлены в рассматриваемой работе.

Таким образом, актуальность темы обусловлена необходимостью экспериментального обоснования работоспособности и эффективности СПОТ ПГ проекта АЭС-2006 на площадке ЛАЭС2. Кроме того, контур естественной циркуляции (ЕЦ) рассматриваемой СПОТ ПГ имеет много общего с контурами ЕЦ подобных систем, применяемых в иных проектах АЭС с водоохлаждаемыми реакторами.

Общей целью работы являлось экспериментальное обоснование работоспособности и тепловой эффективности СПОТ ПГ проекта АЭС-2006 на площадке ЛАЭС2 во всех предполагаемых режимах работы этой системы. Исходя из общей цели, в работе решались следующие задачи: - обоснование гидродинамической общеконтурной устойчивости контура ЕЦ и межтрубной устойчивости движения конденсирующегося потока в трубках теплообменника аварийного расхолаживания (ТОАР);

- исследование теплогидравлических характеристик контура ЕЦ СПОТ ПГ с целью создания системы, обладающей заданной скоростью расхолаживания реакторной установки (РУ) в широком диапазоне давления пара;

- разработка рекомендаций по расчёту интенсивности теплоотдачи в трубках ТОАР от конденсирующегося потока и при охлаждении конденсата;

- разработка рекомендаций по расчёту мощности ТОАР при снижении уровня охлаждающей воды в БАОТ;

- оценка влияния неконденсирующихся газов на мощность ТОАР и коэффициент теплоотдачи при конденсации пара из парогазовой смеси;

- определение влияния на тепловые характеристики ТОАР его длительного пребывания в режиме ожидания;

Методический подход, принятый в работе:

- эксперименты проведены на двух крупномасштабных моделях (масштаб 1/110) циркуляционных контуров СПОТ ПГ, включающих ТОАР с натурными размерами теплопередающих труб;

- рассмотренный диапазон давлений и температур охлаждающего и охлаждаемого теплоносителей охватывает реальный диапазон этих параметров.

- предложенные физические модели и замыкающие соотношения основаны на современных достижениях в области теплообмена и гидродинамики.

Автор защищает:

- экспериментальные данные по:

• теплогидравлическим характеристикам и устойчивости контура ЕЦ модели СПОТ ПГ в целом и ТОАР;

• влиянию 10 летнего пребывания ТОАР в режиме ожидания на его тепловые характеристики;

- рекомендации по оценке влияния неконденсирующихся газов на интенсивность теплоотдачи при конденсации пара в трубках ТОАР;

- рекомендации по расчёту теплоотдачи при конденсации пара и охлаждения конденсата в ТОАР;

- рекомендации по расчёту мощности ТОАР при снижении уровня охлаждающей воды в БАОТ.

Научная новизна работы обусловлена следующим:

• на созданных крупномасштабных моделях циркуляционных контуров СПОТ ПГ натурной высоты, включающих ТОАР с натурными размерами теплопередающих труб, выполнены исследования, обосновывающие надёжность и эффективность работы впервые предлагаемой пассивной системы отвода тепла для реакторных установок ЛАЭС2 и ВВЭР640:

• обосновано саморегулирование, т.е. сохранение постоянной тепловой мощности ТОАР и температуры охлаждаемого конденсата в широком диапазоне изменения давления теплоносителя при установке в опускной ветви контура ЕЦ дроссельного элемента определённого размера. С увеличением этого размера возрастает остающаяся постоянной во времени скорость расхолаживания реакторной установки;

• доказана устойчивая естественная циркуляция теплоносителя на всех этапах работы исследуемой системы;

обоснована неизменность тепловых характеристик ТОАР (Сталь 12X18Н19Т) после его 10 летнего пребывания в режиме ожидания;

- на основе анализа полученного экспериментального материала разработаны рекомендации по расчёту теплоотдачи в системе параллельно включённых труб теплообменников аварийного расхолаживания:

• при плёночной конденсации чистого пара и пара из паровоздушной смеси;

• при охлаждении опускного потока конденсата в условиях взаимовлияния на интенсивность процесса гравитационных и инерционных сил (турбулентная смешанная конвекция). Предложено применение единых соотношений для области смешанной конвекции в трубах для подъёмного движения нагреваемой воды и опускного движения охлаждаемой воды;

• показано хорошее перемешивание барботируемого пара по сечению БАОТ при подводе пара лишь к незначительной части этого сечения. На основе этого положения создана упрощённая методика расчёта мощности ТОАР при частичном омывании по высоте его труб охлаждающей водой.

Достоверность научных положений основывается на следующем:

- эксперименты выполнены на двух крупномасштабных моделях контуров ЕЦ СПОТ ПГ с натурными значениями коэффициента гидросопротивления. ТОАР - основной исследуемый элемент, имел натурные размеры теп-лопередающих труб. Эксперименты выполнены в диапазоне давлений и температур охлаждающего и охлаждаемого теплоносителей, охватывающем диапазон этих параметров на всех стадиях расхолаживания установки;

- предлагаемые выводы и соотношения, в основном, базируются на результатах экспериментов на ряде моделей, проведенных как автором, так и другими исследователями;

- в исследованиях использованы современные средства измерения; предложенные физические модели и соотношения, согласуются с современными представлениями о процессах теплообмена и гидродинамики.

Практическая ценность и реализация результатов работы: полученный экспериментальный материал и результаты его анализа непосредственно используются СПб АЭП в проекте АЭС-2006 на площадке ЛАЭС2. Результаты интегральных экспериментов легли в основу обоснования работоспособности СПОТ ПГ ВВЭР-640 .

Личный вклад автора. В диссертации представлены результаты экспериментальных и расчётных разработок, выполненных автором самостоятельно, а также совместно с сотрудниками лаборатории 106 «НПО ЦКТИ» и НИО СПб АЭП, в число которых он входил и входит на разных этапах работы. При этом автору принадлежит участие в создании двух крупномасштабных моделей контура ЕЦ СПОТ ПГ, проведение экспериментов на моделях, анализ их результатов и разработка соотношений, опи-

сывающих интенсивность рассматриваемых процессов.

Апробация результатов работы. Результаты работы представлялись на международных конференциях по ядерной энергетике Nice, France, 26-30.05.1997; Tokyo, Japan, April 19-23, 1999, второй всероссийской научно-технической конференции «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР», 19 - 23.11.2001, г. Подольск, международной конференции «Проектирование и экспериментальное обоснование», ICAPP'03, Cordoba, Spain, 47.05.2003, четвёртой международной научно-технической конференции «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР», 23 - 25.05.2005, г. Подольск, международном ядерном форуме «Ядерная энергия и окружающая среда», 2-4.06.2006, Riviera Holiday Club, France; HTC СПбАЭП и НПО ЦКТИ

Публикации. Результаты диссертации изложены в 10 печатных работах, включая 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объём работы. Диссертация содержит \11 страницы основного текста (введение, 5 глав с выводами, заключение по работе), 41 рисунок, таблиц 17. Список литературных источников содержит 63 наименований (без трудов автора). Общий объем диссертации -/^страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулированы её цели, приведён перечень результатов работы, вынесенных на защиту, обоснованы их научная новизна и достоверность.

В первой главе изложены принципы построения СПОТ ПГ реакторных установок с водоохлаждаемыми реакторами. Приведены требования к рассматриваемой системе, описаны варианты её построения в ряде проектов АЭС, указаны их преимущества и недостатки.

Появление СПОТ ПГ связано с Чернобыльской аварией и последующим чрезвычайным ужесточением требований к безопасности АЭС. Первая воздухоохлаждаемая СПОТ ПГ была включена в проекты АЭС с ВВЭР 1000 (НП88 и НП92 - разработчик ФГУП АЭП). Модернизированный вариант этой системы вошёл и в проект АЭС-2006 на площадке НВА-ЭС (разработчик ФГУП АЭП). Она обладает неограниченным сроком действия и не требует запаса охлаждающей воды и связанного с ним дополнительных нагрузок на элементы защитной оболочки. Однако, низкая интенсивность теплоотдачи к низкоскоростному потоку атмосферного воздуха, двигающегося за счёт его естественной тяги, повышает габариты и металлоёмкость ТО АР, и требует создания на крыше защитной оболочки 16 высоких тяговых труб. Имеются проблемы с газоудалением из множества трубок ТОАР и большой продолжительностью «раскрутки» ЕЦ воздуха.

Водоохлаждаемая СПОТ ПГ была включена в проект АЭС с ВВЭР640. Модернизированный вариант этой системы вошёл и в проект АЭС-2006 на площадке ЛАЭС2 (разработчик обоих проектов СПб АЭП). Системы аварийного расхолаживания РУ, основанные на поглощении теп-

ла выкипающей водой, вошли также в проекты плавучей АЭС (САР КЛТ40С) и ВПБЭРЗОО (разработчик ОКБМ). Высокая теплоотдача при кипении охлаждающей воды на поверхности теплопередающих труб позволяет создать компактный ТОАР, не требующий оребрения труб. При этом за счёт определённого запаса теплопередающей поверхности появляется возможность регулирования темпа расхолаживания РУ в зависимости от вида аварии. (Открытие «малого» клапана осуществляется при ЗПА с полным обесточиванием АЭС при незапуске ДГ. Предусмотрено автоматическое открытие клапана при ЗПА с полной потерей питательной воды. Открытие «большого» пускового клапана осуществляется автоматически при отказе активных систем безопасности или дистанционно - оператором.)

Наличие водяного заполнения трубок ТОАР в режиме ожидания исключает наличие в них нерастворенных газов. Высокая аккумуляционная способность выкипающей воды позволяет создать её запас на период, необходимый для организации активного водяного заполнения БАОТ. Реален и быстрый выход системы на номинальную тепловую мощность (в проведённых экспериментах он составлял 7с) и исключение необходимости срабатывания предохранительных клапанов.

Расчёт динамики аварийных процессов, обосновывающий достаточность теплоотвода ТОАР для предотвращения выхода радиоактивных продуктов за пределы защитной оболочки, проводился с использованием соответствующих кодов. Для непосредственного обоснования работоспособности и эффективности проектируемой СПОТ ПГ, получения материала для верификации упомянутых кодов необходимы соответствующие крупномасштабные эксперименты, которые также должны дать материал для подтверждения корректности используемых соотношений, достоверность которых не была подтверждена в крупномасштабном эксперименте. Эти задачи и явились целью настоящей работы.

Во второй главе приведено описание использованных двух крупномасштабных моделей циркуляционных контуров СПОТ ПГ.

Принципиальная схема циркуляционных контуров модели СПОТ ПГ проекта АЭС-2006 на площадке ЛАЭС2 приведена на рис. 1. Она состояла из двух гидравлически связанных контуров:

- контур генерации пара, работающий при многократной принудительной циркуляции, содержащий: циркуляционный насос (2); электронагреватели (4, 5), суммарная мощностью 1МВт, расходомерное дроссельное устройство (3); парогенератор-сепаратор (ПГ; поз 1): горизонтальный сосуд диаметром 1044/900мм и объёмом 1,27 м3; масса металла - 5000 кг

- исследуемый пароконденсатный контур, работающий при ЕЦ, включал в себя ПГ (1); ТОАР (10) расположенный в БАОТ (11); соединительные паропровод (8) и конденсатопровод (9), внутренние диаметры которых (40 и 25) мм, соответственно. В нижней части конденсатопровода расположены запорный клапан (6) и сменная дроссельная шайба (7), по пе-

репаду давления, на которой определялся расход конденсата через рассматриваемый контур. Общая высота контура 23м.

Все элементы обоих контуров выполнены из нержавеющей стали. ТОАР(Ю), содержал 16 параллельно включённых труб диаметром 16x2 мм и длиною 2,9м. Трубы подсоединены к горизонтальным коллекторам, расстояние между осями которых 2,28м. Общая наружная/внутренняя поверхность теплообмена ТОАР - 2,44/1,81 м2. БАОТ; (11; сталь 20) представлял в плане прямоугольник 0,6x1,5 м, высотою 6,5 м.

Масштаб моделирования для одного из четырёх каналов расхолаживания РУ как по отношению поверхности ТОАР, так и по суммарной теплоёмкости элементов парогенерирующей установки составил М=1/108.

При разогреве имело место частичное водяное заполнение ПГ и полное заполнение конденсатопровода и ТОАР. Клапан (6) был закрыт. При его открытии происходило опорожнение ТОАР и включение его в работу.

На ранних стадиях настоящей работы в 1997-98г использовался начальный вариант модели (модель СПОТ проекта ВВЭР640). При практически идентичном выполнении контура генерации пара эта модель имела меньшую общую высоту (19м) пароконденсатного контура: иную модель ПГ - вертикальный сосуд диаметром 325/295 мм, объёмом 0,275 м3. Кроме того конденсатопровод был выполнен из трубы диаметром (с1=25/20мм).

В третьей главе приведены описание методик измерений и обработки экспериментальных данных, а также оценка погрешности определения измеряемых параметров. По пароконденсатному контуру измерялись (см. рис. 2): давление и температура пара на входе в ТОАР (Р„; Тп); расход и температура конденсата на выходе из ТОАР (GK; Тк); перепады давления между коллекторами ТОАР (ДРТО); на участке конденсатопровода под нижним коллектором ТО (ДРПОд) и участках высотою 2,0м трёх труб ТОАР (ЛРтр); температуры теплоносителя в трубках ТОАР (Тто); давление; массовый уровень; входная и выходная температура теплоносителя в парогенераторе (1), температура его наружной поверхности.

В БАОТ замерялись абсолютное давление (Рб), массовый уровень (Hg) и распределение температур теплоносителя по объёму БАОТ (Тп). Кроме того, измерялась мощность электронагревателей (4; 5).

Давления и перепады давления измерялись электронными датчиками «Метран 100» (класс 0,1). С учётом погрешности элементов, входящих в измерительные цепи среднеквадратичная относительная погрешность (СКОП) этих измерений составила 0,245-10"2. Температура среды измерялась кабельными термопарами КТМС ХА, введёнными непосредственно в поток теплоносителя. Цепи измерения температур проходили дополнительную градуировку, ставя теплоноситель в сечении расположения датчика в состояние насыщения и сопоставляя измеренные показания с температурой насыщения, определённой на основе измерения давления и пе-

репадов давления. Поэтому абсолютная погрешность определения температур теплоносителей не превышали 1°С.

Рис. 1. Принципиальная схема крупномасштабной модели СПОТ ПГ. 1 - парогенератор-сепаратор; 2 - циркуляционный насос; 3; 7 - расходо-мерные дроссельные устройства; 4; 5 - электронагреватели; 6 -запорный клапан; 8 - паропровод; 9 - конденсатопровод; 10 - ТО АР; 11 - БАОТ.

Тепловая мощность ТОАР определялась из балансного соотношения:

(1)

где в к -расход конденсата определялся по измерению перепада давления на дроссельной шайбе (7); рпп - потери тепла в паропроводе рассчитывались и не превышали доли процента от значения М,0. СКОП определения 0|с и Ыто составляли, соответственно, 5Ок=2,02Т0"2 и 8]МТо=2,04-10'2.

■конденсат

Рис.2. Схема расположения датчиков измерения на модели ТОАР

Уровень конденсата в ТОАР (Ьк) определялся по измерению перепада давления по длине его трёх трубок (ДРтр) с расчётным учётом динамической составляющей перепада давления ДРгд. Максимальная абсолютная погрешность определения значения Ьк составляла ДИк=0,03м.

В четвёртой главе рассмотрены результаты экспериментального исследования теплогидравлических характеристик и гидродинамической устойчивости пароконденсатного контура ЕЦ модели СПОТ ПГ и его элемента - ТОАР. Проведено 139 стационарных экспериментов при 4 значениях диаметра с!ш = (3,1; 5,3; 7,6; 10,0)мм дроссельной шайбы (7), определяющих гидросопротивлеиие конденсатопровода (9). Величина с1ш при

идентичных давлениях в модели определяла положение уровня конденсата в опускной ветви контура от расположения его в конденсатопроводе и работе ТОАР в режиме плёночной конденсации до заполнения ТОАР конденсатом на 87% его объёма. В одном из опытов шайба (7) была заменена на трубу Вентури, с!тш= 10,5мм, имеющую меньший коэффициент гидросопротивления. Все эксперименты проводились после прогрева охлаждающей воды в БАОТ до температуры насыщения (ТБ =100=106°С). Охвачен широкий диапазон режимных параметров, характеризующих работу ТОАР на разных стадиях расхолаживания РУ: Рп=0,36-7,8 МПа, абс; Тк=108-265°С (переохлаждение конденсата относительно температуры насыщения 51к=Т„-Тк=3-154 °С); N„,= 118-1200 кВт.

В опытах, анализируемых ниже в подразделах 4.1-4.3, была проведена предварительная паровая дегазация обоих контуров модели.

В подразделе 4.1 рассмотрена устойчивость циркуляции теплоносителя в пароконденсатном контуре. Во всех проведённых экспериментах в пределах ТОАР отсутствовали межтрубные и общеконтурные пульсации уровня и температуры конденсата. Однако, при расположении уровня конденсата в конденсатопроводе (Ьк=0), в ряде опытов наблюдались пульсации расхода конденсата через шайбу (7) и его уровня в конденсатопроводе. Период пульсаций (20-165с). По мнению автора пульсации связаны с наличием в конденсатопроводе длинного горизонтального участка (длина 9,5м), который мог оставаться с паром при заполнении конденсатом расположенного выше участка конденсатопровода. Медленная конденсация этого пара с локальным снижением давления задерживала эвакуацию конденсата через дроссельную шайбу (7). Отмеченные пульсации не влияли на надёжность и эффективность работы СПОТ ПГ. Однако и для их устранения рекомендуется организовать надёжное стекание конденсата при отсутствии участков с наклоном к горизонтали менее чем 1/250.

В подразделе 4.2 рассмотрены мощность ТОАР, уровень конденсата в трубках ТОАР и его температура на выходе из ТОАР в зависимости от давления конденсирующегося теплоносителя и диаметра шайбы (7). На рис. 3 представлены результаты опытов при полном покрытии поверхности ТОАР охлаждающей водой (НБ > 3,1м). На графике данные дифференцированы по диаметру шайбы (7), определяющему расход конденсата (мощность ТОАР), при котором начинается заполнение конденсатом трубок ТОАР (Ьк > 0). До этого момента, функции Ыт0=Г(рп) и Тк=Г(р„) не зависят от размера шайбы и определяют работу ТОАР в конденсационном режиме. В этих опытах охлаждение конденсата по сравнению с температурой насыщения б^д = Тп - Тк 2 9°С и соответствовало расчётной величине по рекомендациям к.т.н. Кректунова О.П. После начала заполнения конденсатом трубок ТОАР, т.е. отход функции Ыто=^Рп) от линии I, отмечалось лишь малое увеличение мощности, т.е. происходит самокомпенсация снижения конденсационной поверхности ТОАР при росте уровня конденсата

и увеличения температурного напора = Т„ - ТБ). При этом на горизонталь практически выходят и температуры конденсата (см. рис. Зв). Рис 3 показывает, что установкой внизу конденсатопровода дроссельного

ГАМ

1000

t- 800

01 600

г г 400

2С0

0

I /Г*

I А* -

-jf г ■ в ^ Я

ь.». , —

0 12 3 15 8 7 Р„. МПа

Рис. За.

к*

Рис. 36

200 190 iso 170

С, 160

о 150

t-"i40

130 120 110 100

.....II T

..... i —A—

rf ' к , А 4

i — А ____

/ l r D »

f я f* ■ ■ ■

/У

L ¥

/ ♦ ♦ '

2 3 4 5

Р„, МПа

Рис. Зв.

Рис 3. Результаты опытов. ТБ=(100-106°С). а, А, •, + - данные 2008г при d„,=(3,1; 5,3; 7,6; 10)мм и dBella.=10,5мм. 0; □; Д; о - данные 1998г при du,=(5; 6,3; 7,2; 8,0)мм, соответственно. Линии I - расчет по (2);. II -координата оси верхнего коллектора ЮАР (Ь=2,28м); III - расчет ТК=Т„.

устройства соответствующего сечения (в проекте - ряд параллельно включённых запорных клапанов разного сечения) можно регулировать скорость расхолаживания РУ, поддерживая её практически неизменное значение в широком диапазоне изменения давления охлаждаемого теплоносителя. Линия I на рис. За характеризует максимальную мощность ТОАР (конденсационный режим) в зависимости NTo=f'(pn) и описывается соотношением:

Nmt = 842(Р„ + 0,2)0,5 - 489 (2)

где NI0, кВт; рп, МПа. Диапазон применения Р„=0,36-3,8 МПа. В пересчёте на одну трубку ТОАР мощность составляет 12-70 кВт, т.е весьма высока.

Модель ТОАР создавалась и изначально испытывалась в 1998г в составе модели СПОТ проекта ВВЭР640. Перед проведением испытаний 2008 г. модель находилась 10 лет в режиме «неконтролируемой консервации», т.е. в условиях, худших по сравнению с реальными условиями «ожидания» локализующих систем АЭС. На рис. 3 практически отсутствует расслоение данных опытов 1998 и 2008г. Поэтому приведённые результаты можно относить к реальному ТОАР рассматриваемой конструкции, находящемуся в течении 10 лет в режиме ожидания.

В подразделе 4.3 рассмотрено влияние положения уровня охлаждающей воды в БАОТ на мощность ТОАР при диаметре шайбы (7) 7,6мм. Степень осушения поверхности ТОАР от охлаждающей воды доходила до 82%. Для дальнейшей обработки использовались лишь данные опытов при работе ТОАР в конденсационном режиме (Ьк=0). Допуская отсутствие охлаждения поверхности ТОАР над физическим уровнем воды в БАОТ, принималась при P„=idem пропорциональность мощности ТОАР от доли его общей теплопередающей поверхности (STO ), находящейся под физическим уровнем воды в БАОТ (Бф), т.е.

= (3)

На основе данных экспериментов 1Ятоф—f(Pn; Нб)> соотношений (2; 3) и геометрической характеристики ТОАР Бф—f(H,;j) определялось значение Нф. Далее, используя соотношение

Нк/Нф=1-Фср, (4)

определялось усреднённое по высоте значение объёмного паросодержания под физическим уровнем пароводяной смеси (фср) в части сечения БАОТ, в которой располагался ТОАР. Результаты этих определений представлены на рис. 4 и обобщаются соотношением:

р = (Ш04(Мто„)°-м" (5)

Для случая барботажа пара использовалась «модель дрейфа»:

W"

9 =-Ъ.--(6)

где значения параметра распределения (С0) и скорости дрейфа (AW) рассчитывались по рекомендациям для каналов больших поперечных размеров (Во—d, (р' -р")/<з >40), в разработке которых участвовал автор:

с0=1,2-О,2л/рТР7;

ДУ = О.О^Г ■ ^ К'562 при N.

\Р") \р')'

8(Р ~Р )

-< 2.2-10"

Рис. 4. Зависимость фСр=А[Нтоф) при частичном омывании поверхности ТО АР охлаждающей водой, находящейся в БАОТ. Линия - расчёт по (5).

Для 5 значений <рф на обобщающей линии рис. 4 решалось уравнение (6) относительно значения Для тех же 5 значений <рср решалось уравнение (5) относительно ЫГоф- Взаимосвязь между ^/"о и МТОф определяется:

К, = -~Т7 (7)

где а - отношение приведённых скоростей пара в рассматриваемой части БАОТ, усреднённое по высоте, и в районе уровня пароводяной смеси. Принималось а=0,5. Решая уравнение (7) относительно Рпр, определено значение площади части сечения БАОТ Рпр=(0,307-0,795)м2, в котором реа-лизовывались приведённые сочетания значений '№"01 и ]ЧТОф. Значение Р|ф монотонно увеличивалось с ростом мощности ТОАР, что связывается с интенсификацией естественно конвективных токов при повышении поперечной разности плотности теплоносителя с увеличением значения ф ср. Указанные выше значения Рпр составляют 34-87% от поперечного сечения БАОТ и превышают в 2,6-6,7 раза «габаритное сечение» трубок ТОАР. Исходя из изложенного, для реального БАОТ, имеющего большую по сравнению с моделью степень затеснения трубками ТОАР, при определении взаимосвязи между массовым уровнем воды в БАОТ (НБ) и координатой физического уровня пароводяной смеси в БАОТ (Нф), предлагается использовать соотношения (4; 6; 7), приняв в качестве значения Рпр полное сечение БАОТ, за вычетом части, занятой трубками ТОАР.

В) Р« МПа

Рис. 5 Сопоставление теплогидравлических характеристик ТОАР при наличии или отсу тствии воздуха в контуре циркуляции. <1Щ= 7,6 мм. НБ>4м. о- ( тВШд=0кг, ТБ>100 °С); о- (шмм=0,52кг, Т£100 °С); Д- ( тв0,д=1,55кг, Тв>100 °С); ■ - (шво,д =0,52 кг, ТБ<100 °С); А - ( твоц =1,55 кг, ТБ<100°С).

В подразделе 4.4 рассмотрено влияние неконденсирующихся газов (воздух) на теплогидравлические характеристики ТОАР. Проведено 3 серии (41 опыт) при наличии в циркуляционных контурах воздуха массой тп<мд=(0,52; 1,03; 1,55)кг. На рис. 5 сопоставлены теплогидравлические характеристики ТОАР в незагазованных (твшд=0) и в загазованных (швозд>0) опытах. Во втором случае данные дифференцированы по значению массы воздуха в модели и температуры охлаждающей воды в БАОТ. При наличии воздуха-опыты характеризуются существенно более низким уровнем

конденсата в трубах ТОАР. В ряде опытов фиксировалось отличие в уровнях конденсата по отдельным трубам ТОАР (до ДЬк=0,35м) При работе ТОАР лишь в режиме конденсации пара (h,(=0) фиксировалось существенно более высокое охлаждение конденсата по сравнению с дегазированными опытами. Оно увеличивалось с ростом массы воздуха в контурах, соответственно 5tK =(71-84; 87-108 и 112-122) °С при швозд=(0,52; 1,03; 1,55)кг.

Отличие показания термопары Тп от температуры насыщения при Рп находилось в пределах погрешности измерения (АТП<1°С), что свидетельствовало о незначительном содержании воздуха на входе потока в ТОАР. Незаметно содержание воздуха и в конденсате: имело место соответствие электрической мощности, подводимой к нагревателям (4; 5) и мощности ТОАР, рассчитанной по (1) при допущении отсутствия потока воздухово-дяной смеси через расходомерную шайбу (7). При переходе к следующему опыту с изменением давления в модели после 2-3 минутной динамической части процесса устанавливается стационарный режим, т.е. отсутствовала длительная динамика накопления или опорожнения воздухом труб ТОАР.

При разной последовательности проведения опытов (при повышении или снижении давления в модели) имело место разное распределение температур парогазовой смеси по трубам ТОАР.

При рто вх>3,7 МПа и массе воздуха 0,52 кг имело место малое превышение (до 4%) мощности ТОАР в загазованных опытах по сравнению с незагазованными. При практически идентичных значениях GK оно связано со снижением температуры конденсата. При этом снижение уровня конденсата в загазованных опытах свидетельствует о более низкой интенсивности теплоотдачи при конденсации пара из паровоздушной смеси. Однако, охлаждение конденсата в плёнке (в загазованных опытах) более интенсивно по сравнению с его охлаждением под уровнем конденсата. Поэтому имело место большее его общее охлаждение.

В пятой главе рассмотрены результаты обобщения опытных данных по средним значениям коэффициента теплоотдачи при конденсации пара (ак) и охлаждении конденсата (аохл) на внутренней поверхности трубок ТОАР. Значения ак и аох определялись методом теплообменника, используя экспериментальные данные, представленные на рис 3. Объёмное кипение на наружной поверхности ТОАР создавало на ней низкое термическое сопротивление. При расположении уровня конденсата в пределах трубок ТОАР его общая теплопередающая поверхность в соответствии со значением hK разделялась на поверхности зон конденсации пара и охлаждения конденсата. Также разделялись мощности упомянутых зон NK=GKr; N0v,=GK(i'-cpTK). При обработке из-за повышенной погрешности исключались результаты опытов, в которых поверхность рассматриваемой зоны составляла менее 30% от общей поверхности ТОАР. СКОП определения значения аохл и ак не превышали 5ак=0,117 и 8аохл=0>192.

К обобщению привлечены результаты опытов при Рп=0,43-7,77 МПа;

5ts=(5-173)°C; pw=52-340, кг/м2с. Ren„=pvvd/4|i'=(0,9-9,2)103 где pw - средняя массовая скорость теплоносителя в трубках; Диапазон полученных значений ак-=4,7-11,5 кВт/м2К; =1,1-2,61 кВт/м2К.

Теплоотдача при конденсации пара. Экспериментальные значения ак сопоставлялись с рассчитанными по ряду нормативных рекомендаций. Расчёты по формулам для горизонтальных и вертикальных труб дали практически одинаковые результаты, т.е. в рассматриваемых условиях гравитация перестаёт оказывать влияние на теплоотдачу. Они корректно учитывали изменения давления и скорости потока, но систематически превышали в 2 раза экспериментальные данные (разброс ±15-18%). Меньший разброс (±10%) получен при обощении соотношением (см рис 6):

Nu = Z¿ = 0,055 •Re,i°'7JPr'M(—)°-38 (8) X' р" '

На рис. 6 опытные данные дифференцированы по доли общей поверхности, занятой зоной конденсации и по периоду проведения экспериментов. Отсутствие расслоения данных свидетельствует о корректности определения поверхности теплообмена и подтверждает положение о сохранении трубами ЮАР своих теплопередающих свойств после длительной «консервации».

0,7 0,6

jí* 0,4

О*

J о.з

СС

3 0,2

z

од 0,0

о 50 100 150 200 250 300 350 400 450

P'/P"

Рис. 6. Обобщение экспериментальных данных по теплоотдаче при конденсации пара на внутренней поверхности трубок ТОАР. Линия - рассчёт по соотношению (8). ♦,■,•- данные 2008г. при SK/STO=(0,51-0,75; 0,75 -0,93; 1), 0,о-данные 1998 года при SK/STO=(0,3-0, 5; 1), соответственно.

Более низкие значения ак по сравнению с рассчитанными по нормативным рекомендациям связываются с гидродинамической неидентично-стыо параллельно включённых труб: по половине труб ТОАР имели горизонтальные участки в районе верхнего или нижнего коллектора. Кроме того, существенно изменяющийся по длине угол наклона труб мог спос-обст-

вовать образованию водяных пробок, снижающих интенсивность конденсации пара. Имеющиеся расчётные рекомендации основаны на результатах экспериментов с одиночными трубами неизменного по длине положения в поле гравитационных сил. Основываясь на результатах экспериментов, при тепловом расчёте теплообменников, имеющих близкую к рассмотренной конструкцию, рекомендуем снижение в 2 раза значения коэффициента теплоотдачи по сравнению с рассчитанным по рекомендациям при конденсации пара внутри горизонтальных или вертикальных труб. Возможно и непосредственное использование соотношения (8).

Отдельная серия опытов проведена при присутствии в ТОАР неконденсирующегося газа (воздух). Наличие термопар (Тто), разнесённых по объёму 4 трубок ТОАР давало для опытов, проведённых при Ьк=0, информацию о распределении температуры паровоздушной смеси во всём объёме ТОАР. На основе этих измерений, помимо среднего по объёму ТОАР значения коэффициента теплоотдачи (аср), определялось среднее относительное парциальное давление воздуха Ег=1-рн20ср/Рп- При этом допускалось термодинамическое равновесие пара и воздуха, т.е. значение ршоср соответствовало давлению насыщения при средней температуре смеси в объёме ТОАР. На рис. 7 в безразмерных координатах аСр/ак=Г(ег) представлены результаты обобщения данных опытов, проведённых при Р=(1,16-3,63)МПа. Значение ак определялось по соотношению (8) для чистого пара. Значения аср=(1,48-3,78)кВт/м2К.

• ч

Г ■ • :.. ГЧ.: . ... V

- \

: Лг и.;! 1.■ X

.. :-..:!.::■..::.......

0.5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 £г

Рис. 7. Обобщение опытных данных по теплоотдаче при конденсации пара из паровоздушной смеси. о - опытные данные при давлении смеси Р„=(1,16-2, 2-3 и 3-3,63)МПа, соответственно. Линии 1 - расчёт по (9).

При разработке обобщающего соотношения учитывались предельные переходы: аст/ак=1 при £,=0 и аср«ак при ег=1,0. На рис. 7 представлена линия 1, отвечающая этим условиям и описываемая соотношением:

аср/ак=(1-ег)°'ад (9)

Автор представляет, что ограниченность объёма данных и диапазона значений е,-, а также высокие погрешности определения величины £г позволяют рассматривать соотношение (9) лишь как сугубо приближённое.

Теплоотдача при охлаждении конденсата. Охлаждение конденсата под его уровнем в трубках ТОАР происходило в условиях, характерных для турбулентной смешанной конвекции, когда интенсивность инерционных (область теплоотдачи при вынужденной турбулентной конвекции) и гравитационных (область теплоотдачи при естественной конвекции) сил соизмеримы. Обобщение опытных данных проводилось в координатах аохл /ац=^а[з/аЕ), предложенных в НПО ЦКТИ при обобщении результатов опытов с нагревом воды в вертикальных и наклонных каналах. Такой вид обработки позволяет получить предельные переходы: аохл =«е при аЕ»ав и аохл =ав при ав»аЕ, где ав и аЕ - расчётные значения коэффициента теплоотдачи в трубах при турбулентной вынужденной и естественной конвекции, рассчитываемые по известным соотношениям:

ав=0,021-Ке°-8-Рг°'4-Ш (10)

аЕ = 0,135-(Сг1Рг)|/3-Х/с1 (И)

при вг.Рг = gd3pДtPr/v2 > 2-107 или

аЕ = 0,54-(Сг,Рг)1/4-;Ш (12)

при Ог1Рг<Ю2-2-Ю7.

Для участка стабилизированного теплообмена в НПО ЦКТИ предложены соотношения, обобщающие опытные данные ряда работ с вертикальными каналами при нагреве подъёмного потока жидкости:

а= аЕ, при ав/аЕ < 0,15; (13)

а = 0,75ав(ав/аЕ)"|Д5 = 0,75ссЕ(ав/аЕ)'°'15, при ав/аЕ = 0,15-1,0; (14) а = 0,75ав(ав/ап)0,415, при ав/аЕ = 1,0-2,0; (15)

а = ав, при ав/аЕ > 2,0. (16)

На рис. 8 представлены результаты экспериментов, а также линии, рассчитанные по (13-16). Данные дифференцированы по доли поверхности теплообмена зоны охлаждения к общей поверхности ТОАР (50ХЛ/3Т0). Соотношение (14), предполагающее определённое ухудшение интенсивности теплообмена по сравнению с аохл = аЕ при ав/аЕ = 0,15-1,0, удовлетворительно обобщают опытные данные для рассматриваемого промышленного эксперимента (разброс ±25%). Таким образом, для смешанной турбулентной конвекции существует единое соотношение (14) для описания в области смешанной конвекции интенсивности теплоотдачи при нагреве подъёмно-движущего потока и при охлаждении опускного потока воды.

Все представленные на рис8 данные располагаются в диапазоне применения соотношения (14). В опытах ОКБМ - ЦКТИ с модулем ТО САР установки КЛТ-40С также было проведено сопоставление экспериментальных значений аохл с рассчитанными по соотношениям (13-16). В этой работе имелись данные в диапазоне действия соотношений (14 и 15),

которые обобщались этими соотношениями. Поэтому для инженерных расчётов теплоотдачи при охлаждении опускного турбулентного потока воды в диапазоне значений ав/аЕ =0,15,0-2,0 рекомендуем соотношения (14; 15), а приведённый диапазон значений осв/осе ограничивает области турбулентной смешанной конвекции.

денсата в трубках ТОАР. м, А - экспериментальные данные при S0jm/STO =(0,3-0,5 и 0,5-0,8). Линии 1-4 - расчёт по (13-16), соответственно.

ВЫВОДЫ.

1. На двух полновысотных крупномасштабных моделях циркуляционного контура системы пассивного отвода тепла через парогенераторы (СПОТ ПГ), включающих теплообменник аварийного расхолаживания (ТОАР) с натурными размерами теплопередающих труб, проведено комплексное экспериментальное исследование теплогидравлических характеристик системы на различных этапах её работы.

2. На основе результатов исследования экспериментально обоснована надёжность и высокая эффективность работы впервые предлагаемой пассивной системы отвода тепла от парогенераторов для реакторных установок ЛАЭС2 и ВВЭР640:

• обоснована возможность поддержания практически постоянной мощности теплоотвода системой при изменении в широких пределах давления пара в ней. Значение этой мощности устанавливается подбором соответствующего сечения клапана на конденсатопроводе;

• доказана устойчивая естественная циркуляция теплоносителя в системе на всех режимах её работы;

• показана неизменность тепловых характеристик ТОАР (Сталь 12Х18Н19Т) после его 10 летнего пребывания в режиме ожидания;

3. Разработаны рекомендации по расчёту теплоотдачи в системе параллельно включённых труб теплообменников аварийного расхолаживания:

• при конденсации чистого пара и пара из парогазовой смеси;

• при охлаждении опускного потока конденсата в условиях взаимовлияния на интенсивность процесса гравитационных и инерционных сил (турбулентная смешанная конвекция). Предложено применение единых соотношений для области смешанной конвекции в трубах для подъёмного движения нагреваемой воды и опускного движения охлаждаемой воды;

• продемонстрировано хорошее перемешивание барботируемого пара по сечению БАОТ при подводе пара лишь к незначительной части этого сечения. На основе этого положения создана упрощённая методика расчёта мощности ТОАР при частичном омывании по высоте его труб охлаждающей водой.

4. Результаты исследований внедрены при разработке проекта системы для ЛАЭС -2 и в проекте энергоблока ВВЭР-640.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Светлов C.B., Илюхин Ю.Н., Алексеев С.Б., Сидоров В.Г., Кухтевич

B.О., Парамонова И.Л. Истинное объемное паросодержание в пучках стержней при низких скоростях циркуляции и барботаже. - ТВТ, 1999, Т.37, N 2, с.326-332 /0,25 п.л. (перечень ВАК)..

2. Алексеев С.Б., Илюхин Ю.Н., Кухтевич В.О. и др. Истинное объемное паросодержание_в вертикальных трубах в условиях барботажа. ТВТ, 1999, т.37, вып. 4, с.620-626 /0,31 п.л. (перечень ВАК)..

3.Светлов C.B., Илюхин Ю.Н., Кухтевич В.О. и др Гидродинамика проти-воточных двухфазных потоков в вертикальных каналах. ТВТ, 2000, т.38, N

5. с.777-782. /0,25 п.л. (перечень ВАК).

4. Кухтевич В.О.; Безлепкин В.В.; Светлов C.B. и др. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ДЛЯ СИСТЕМЫ ПАССИВНОГО ОТВОДА ТЕПЛА ЛЕНИНГРАДСКОЙ АЭС АТОМНАЯ ЭНЕРГИЯ , ВЫП.5, МАЙ 2010; С278-284. /0,6 п.л. (перечень ВАК).

5. Y.N.Ilyukhin, S.V.Svetlov, S.B.Alexeev, V.O. Kuhtevich, V.G. Sidorov. Void Fraction in Vertical Tubes and Rod Bundles at Vapour Bubbling - Proc. of Int. Conf. on Nucl. Eng, ICONE5-2436, Nice, France, 26-30.5. 1997. p.235-241.

6. Svetlov S.V., Ilyukhin Yu.N., Alexeev S.B., Kuhtevich V.O., Sidorov V.G. Hydrodynamics of the countercurrent two-phase flow in vertical channels. Proc. of Int. Conf. on Nucl. Eng., ICONE-7021, Tokyo, Japan, 19-23.4. 99. p. 63-70.

7. Безлепкин B.B., Сидоров В.Г., Светлов C.B., Кухтевич В.О., Алексеев

C.Б., Рыбин P.A. «Исследование работы модели конденсатора системы пассивного расхолаживания реактора ВВЭР-640.» Вторая Всероссийская научно-техническая конференция «Обеспечение безопасности АЭС с

ВВЭР», 19-23 ноября 2001г., г.Подольск, Сб. трудов, том 3 с. 123-132.

8. S. Svetlov, V. Bezlepkin, S. Alekseev, V. Kukhtevich, S. Semashko, V. Si-dorov. Passive Heat Removal System for Reactor Plant of New Generation VVER-640. Design and Experimental Justification. - ICAPP'03, Cordoba, Spain, 4-7.05. 2003 p. 31-54.

9. В.Г. Сидоров, C.B. Светлов, M.B. Иванова, С.Б. Алексеев, В.О. Кухтевич (ФГУП СПбАЭП, Санкт-Петербург) Верификация кода РА-ТЕГ/СВЕЧА/ГЕФЕСТ по результатам экспериментов на стендах «СПОТ» И «СОТ ГО» 4-я международная научно-техническая конференция «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР», 23-25 мая 2005 г., Подольск, ФГУП ОКБ «ГИДРОПРЕСС». Сб. трудов, с. 155-163.

10. В .В. Безлепкин, И.М. Ивков, В.О. Кухтевич, C.B. Светлов, С.Е. Семашко, В.Г. Сидоров. Современный опыт использования кодов улучшенной оценки для анализа безопасности АЭС с ВВЭР. Int. Nucl. Forum, Nuclear Energy and Environment, 2-4 June 2006, Riviera Holiday Club p. 125-133.

Сокращения: БАОТ - бак аварийного отвода тепла; ДГ - дизель - генератор; ЕЦ - естественная циркуляция; ПГ - парогенератор; РД - руководящие документы; РУ - реакторная установка; СКОП - средне квадратичная относительная погрешность; СПОТ ПГ — система пассивного отвода тепла через парогенератор; ТОАР - теплообменник аварийного расхолаживания; ЯЭУ - ядерная энергетическая установка.

ПЛД №69-378 от 09.06.1999.

Подписано в печать 29.09.2010. Формат бумаги 60х841/,6. Объем 1,0уч.-изд. л. Заказ 154. Тираж 100. 2010 г.

ОАО «НПО ЦКТИ». 191167, Санкт-Петербург, ул. Атаманская, д. 3/6

Условные обозначения.

Введение.

1. Принципы построения системы пассивного отвода тепла (СПОТ) от первого контура установок с водоохлаждаемыми реакторами.

1.1 Требования к СПОТ от первого контура установок с водоохлаждаемыми реакторами.

1.2. Варианты построения СПОТ от первого контура установок с водоохлаждаемыми реакторами. Их преимущества и недостатки.

1.3. Принципы и структура построения системы пассивного отвода тепла от первого контура через парогенераторы (СПОТ ПГ) реакторной установки ЛАЭС-2.

1.4. Коды, применяемые при расчётном обосновании работоспособности и эффективности СПОТ ПГ реакторной установки ЛАЭС-2 и требования к крупномасштабной модели, используемой для верификации расчётов.

2. Описание крупномасштабных моделей циркуляционных контуров СПОТ

2.1 .Крупномасштабная модель циркуляционного контура СПОТ ПГ реакторной установки ЛАЭС-2.

2.2. Крупномасштабная модель циркуляционного контура СПОТ реакторной установки ВВЭР640.

2.3. Выводы по главе.

3. Методика измерений и обработки экспериментальных данных. Оценка погрешности определения измеряемых и определяемых параметров.

3.1. Методика измерений. Оценка погрешности определения замеряемых параметров.

3.2 Методика обработки экспериментальных данных и погрешности определения основных определяемых параметров.

3.3. Выводы по главе.

4. Результаты экспериментального исследования теплогидравлических характеристик и гидродинамической устойчивости контура ЕЦ модели СПОТ ПГ.

4.1. Устойчивость циркуляции теплоносителя в пароконденсатном контуре.

4.2. Тепловые характеристики модели СПОТ ПГ при разном давлении теплоносителя и гидросопротивлении конденсатопровода. Влияние 10 летней консервации на тепловые характеристики модели ТО АР.

4.3. Влияние положения уровня охлаждающей воды в БАОТ на мощность ТОАР.

4.4. Влияние неконденсирующихся газов на теплогидравлические характеристики ТОАР.

4.5. Выводы по главе.

5. Интенсивность теплоотдачи при конденсации пара и охлаждении конденсата на внутренней поверхности трубок ТОАР.

Развитие атомной энергетики неразрывно связано с повышенными требованиями к её безопасности. Система пассивного отвода тепла через парогенераторы (СПОТ ПГ) является одной из основных систем безопасности АЭС и предназначена для отвода остаточного тепла активной зоны к конечному поглотителю через второй контур при запроектных авариях (полное обесточивание АЭС, полная потеря питательной воды, аварии с течами первого контура). В разработанном СПб АЭП проекте АЭС-2006 на площадке ЛАЭС-2 в качестве конечного поглотителя используется выкипающая вода, запасённая в баках аварийного отвода тепла (БАОТ). Эти баки размещены на крыше защитной оболочки. В нижней части БАОТ расположены трубчатые теплообменники, внутри которых при опускном движении теплоносителя второго контура парогенерирующей установки осуществляется конденсация пара и охлаждение конденсата. Существенно повышенные по сравнению с воздухоохлаждаемыми теплообменниками коэффициенты теплопередачи и высокая аккумуляция энергии, поглощаемой единицей объёма воды атмосферного давления при её нагреве до температуры насыщения и последующего испарения этой воды («2600 МДж/м3) позволяют создать компактную СПОТ ПГ с приемлемым сроком действия до принятия мер по активному водяному заполнению БАОТ. Транспортировка охлаждаемого теплоносителя от парогенератора до теплообменника и обратно осуществляется естественной циркуляцией.

Для обоснования работоспособности и эффективности проектируемой СПОТ ПГ необходимы соответствующие крупномасштабные эксперименты, которые были выполнены на комплексном стенде ОАО НПО ЦКТИ. Результаты этих исследований, представлены в рассматриваемой работе.

Таким образом, актуальность темы обусловлена необходимостью экспериментального обоснования работоспособности и эффективности

СПОТ ПГ проекта АЭС-2006 на площадке ЛАЭС-2. Кроме того, контур естественной циркуляции (ЕЦ) рассматриваемой СПОТ ПГ имеет много общего с контурами ЕЦ подобных систем, применяемых в иных проектах АЭС с водо-охлаждаемыми реакторами. Поэтому полученные результаты актуальны и для других проектов АЭС.

Общей целью работы являлось экспериментальное обоснование работоспособности и тепловой эффективности СПОТ ПГ проекта АЭС-2006 на площадке ЛАЭС-2 во всех предполагаемых режимах работы этой системы. Исходя из общей цели, в работе решались следующие задачи:

- обоснование гидродинамической общеконтурной устойчивости контура ЕЦ и межтрубной устойчивости движения конденсирующегося потока в трубках теплообменника аварийного расхолаживания (ТОАР);

- исследование теплогидравлических характеристик контура ЕЦ СПОТ ПГ с целью создания системы, обладающей заданной скоростью расхолаживания реакторной установки в широких пределах изменения давления охлаждаемого теплоносителя;

- разработка рекомендаций по расчёту интенсивности теплоотдачи в трубках ТОАР реальной конструкции от конденсирующегося потока и при охлаждении конденсата в области взаимовлияния гравитационных и инерционных сил;

- разработка рекомендаций по расчёту мощности ТОАР при снижении уровня охлаждающей воды в БАОТ;

- оценка влияния неконденсирующихся газов на изменение мощности ТОАР и коэффициента теплоотдачи при конденсации пара из парогазовой смеси;

- определение влияния на тепловые характеристики ТОАР длительного его пребывания ТОАР в режиме ожидания;

Методический подход, принятый в работе:

- эксперименты проведены на двух крупномасштабных моделях (масштаб 1/110) циркуляционных контуров СПОТ ПГ, включающих ТОАР с натурными размерами теплопередающих труб;

- рассмотренный диапазон давлений и температур охлаждающего и охлаждаемого теплоносителей, а также тепловых потоков в ТОАР охватывает реальный диапазон этих параметров.

- разработаны методики и измерительные системы, фиксирующие с требуемой точностью количественные характеристики процессов.

- предложенные физические модели и замыкающие соотношения базируются на современных достижениях в области теплообмена и гидродинамики.

Автор защищает:

• экспериментальные данные по теплогидравлическим характеристикам и устойчивости контура ЕЦ модели СПОТ ПГ;

• экспериментальные данные по влиянию 10 летнего пребывания ТОАР в режиме ожидания на его тепловые характеристики;

• экспериментальные данные по тепловым характеристикам ТОАР, работающего как в режиме конденсации пара, так и охлаждения конденсата при существенном взаимовлиянии на интенсивность теплоотдачи гравитационных и инерционных сил;

• экспериментальные данные и рекомендации по оценке влияния неконденсирующихся газов на интенсивность теплоотдачи при конденсации пара в трубках ТОАР;

• рекомендации по расчёту теплоотдачи при конденсации пара и охлаждения конденсата в ТОАР;

• рекомендации по расчёту мощности ТОАР при снижении уровня охлаждающей воды в БАОТ.

Научная новизна работы обусловлена следующим:

- на созданных крупномасштабных моделях циркуляционных контуров СПОТ ПГ натурной высоты, включающих ТОАР с натурными размерами те-плопередающих труб, выполнены комплексные исследования, обосновывающие надёжность и эффективность работы впервые предлагаемой локализующей системы для новых реакторных установок ЛАЭС-2 и ВВЭР640:

• обосновано саморегулирование, т.е. сохранение постоянной тепловой мощности ТОАР и температуры охлаждаемого конденсата в широком диапазоне изменения давления теплоносителя при установке в опускной ветви контура ЕЦ дроссельного элемента определённого размера. С увеличением этого размера увеличивается остающаяся постоянной во времени скорость расхолаживания реакторной установки;

• доказана устойчивая естественная циркуляция теплоносителя на всех этапах работы исследуемой системы;

• обоснована неизменность тепловых характеристик ТОАР (Сталь 12Х18Н19Т) после его 10 летнего пребывания в режиме ожидания;

- на основе анализа полученного экспериментального материала разработаны рекомендации по расчёту теплоотдачи в системе параллельно включённых труб теплообменников аварийного расхолаживания:

• при плёночной конденсации чистого пара и пара из паровоздушной смеси;

• при охлаждении опускного потока конденсата в условиях взаимовлияния на интенсивность процесса гравитационных и инерционных сил (турбулентная смешанная конвекция). Предложено применение единых соотношений для области смешанной конвекции в трубах для подъёмного движения нагреваемой воды и опускного движения охлаждаемой воды;

• продемонстрировано хорошее перемешивание барботируемого пара по сечению БАОТ при подводе пара лишь к незначительной части этого сечения. На основе этого положения создана упрощённая методика расчёта мощности ТОАР при частичном омывании по высоте его труб охлаждающей водой.

Достоверность научных положений основывается на следующем:

- эксперименты выполнены на крупномасштабных моделях циркуляционных контуров ЕЦ СПОТ ПГ с натурными значениями коэффициента гидросопротивления. ТОАР — основной исследуемый элемент контуров ЕЦ, имел натурные размеры теплопередающих труб. Эксперименты выполнены в диапазоне давлений и температур охлаждающего и охлаждаемого теплоносителей, тепловых потоков в ТОАР, охватывающем реальный диапазон этих параметров на всех стадиях расхолаживания реакторной установки;

- предлагаемые выводы и соотношения, в основном, базируются на результатах экспериментов на ряде моделей, проведенных как автором, так и другими исследователями;

- в исследованиях использованы современные средства измерения; предложенные физические модели и соотношения, согласуются с современными представлениями о процессах теплообмена и гидродинамики.

Практическая ценность и реализация результатов работы: полученный экспериментальный материал и результаты его анализа непосредственно используются ОАО СПбАЭП в проекте АЭС-2006 на площадке ЛАЭС-2. Результаты интегральных экспериментов легли в основу обоснования работоспособности СПОТ ПГ ВВЭР-640 .

Личный вклад автора. В диссертации представлены результаты экспериментальных и расчётных разработок, выполненных автором самостоятельно, а также совместно с сотрудниками лаборатории 106 НПО ЦКТИ и НИО СПб АЭП, в число которых он входил и входит на разных этапах работы. При этом автору принадлежит участие в создании двух крупномасштабных моделей циркуляционного контура ЕЦ СПОТ ВВЭР640 и СПОТ ПГ ВВЭР1200, проведение экспериментов на этих моделях, анализ их результатов и разработка соотношений, описывающих интенсивность рассматриваемых процессов. Результаты полученных экспериментов, использованы автором при верификации кода СОКРАТ-РАТЕГ.

Апробация результатов работы. Основные результаты работы представлялись на международных конференциях по ядерной энергетике Nice, France, May 1997; Tokyo, Japan, April 19-23, 1999. второй всероссийской научно-технической конференция «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР», 19-23 ноября 2001г., г.Подольск, международной конференции «Проектирование и экспериментальное обоснование», ICAPP'03, Cordoba, Spain, 2003 четвёртой международной научно-технической конференции «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР», 23-25 мая 2005 г.; Подольск, международном ядерном форуме «Ядерная энергия и окружающая среда», 2 — 4 июня 2006, Riviera Holiday Club; НТС ОАО СПб АЭП и НТС ОАО НПО ЦКТИ

Публикации. Результаты диссертации изложены в 12 печатных работах, включая 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объём работы. Диссертация содержит 153 страницы основного текста (введение, 5 глав с выводами, заключение по работе), 41 рисунок, 17 таблиц. Список литературных источников содержит 63 наименований (без трудов автора). Общий объем диссертации — 175 страниц.

5.4. Выводы по главе.

На основе результатов экспериментального исследования, проведённого на крупномасштабной модели теплообменника аварийного расхолаживания СПОТ ПГ проекта АЭС-2006 с привлечением результатов подобного исследования, проведённого с модулем теплообменника системы аварийного расхолаживания установки КЛТ40С:

- предложены соотношения, обобщающие опытные данные по интенсивности теплоотдачи при конденсации пара и охлаждении конденсата на внутренней поверхности трубок рассматриваемых теплообменников. Для зоны охлаждения конденсата учтено взаимовлияние сил вынужденной и естественной конвекции;

- оценено влияние неконденсирующегося газа (воздух) на интенсивности теплоотдачи при конденсации пара из паровоздушной смеси.

Заключение

1. На двух полновысотных крупномасштабных моделях циркуляционного контура системы пассивного отвода тепла через парогенераторы (СПОТ ПГ), включающих теплообменник аварийного расхолаживания (ТОАР) с натурными размерами теплопередающих труб, проведено комплексное экспериментальное исследование теплогидравлических характеристик системы на различных этапах её работы.

2. На основе результатов исследования экспериментально обоснована надёжность и высокая эффективность работы впервые предлагаемой системы отвода тепла от парогенератора для реакторных установок ЛАЭС-2 и ВВЭР640.

• обоснована возможность поддержания практически постоянной мощности тепло отвода системой при изменении в широких пределах давления пара в ней. Значение этой мощности устанавливается подбором соответствующего сечения клапана на конденсатопроводе;

• доказана устойчивая естественная циркуляция теплоносителя в системе на всех режимах её работы;

• показана неизменность тепловых характеристик ТОАР (сталь 12Х18Н19Т) после его 10 летнего пребывания в режиме ожидания;

3. Разработаны рекомендации по расчёту теплоотдачи в системе параллельно включённых труб теплообменников аварийного расхолаживаиия:

• при конденсации чистого пара и пара из парогазовой смеси;

• при охлаждении опускного потока конденсата в условиях взаимовлияния на интенсивность процесса гравитационных и инерционных сил (турбулентная смешанная конвекция). Предложено применение единых соотношений для области смешанной конвекции в трубах для подъёмного движения нагреваемой воды и опускного движения охлаждаемой воды;

• продемонстрировано хорошее перемешивание барботируемого пара по сечению БАОТ при подводе пара лишь к незначительной части этого сечения. На основе этого положения создана упрощённая методика расчёта мощности ТОАР при частичном омывании по высоте его труб охлаждающей водой. 4. Результаты исследований внедрены при разработке проекта системы для АЭС-2006, на площадке ЛАЭС -2 и в проекте энергоблока ВВЭР-640.

1. Светлов, C.B. Истинное объемное паросодержание в пучках стержней при низких скоростях циркуляции и барботаже/ C.B. Светлов, Ю. Н. Илюхин, В.О. Кухтевич И ТВТ, 1999, т.37, N 2, с.326-332 /0,25 п.л. (перечень ВАК).

2. Ilyukhin, Y.N. /Void Fraction in Vertical Tubes and Rod Bundles at Vapour Bubbling/ Yu.N.Ilyukhin, S.V.Svetlov, V.O. Kuhtevich // Proc. of Int. Conf. on Nucí. Engng, ICONE5-2436, Nice, France, May 1997, p.235-241.

3. Svetlov, S.V. /Hydrodynamics of the countercurrent two-phase flow in vertical channels./ S.V. Svetlov, Yu.N. Ilyukhin, V.O. Kuhtevich // Proc. of 7-th Int. Conf. on Nucl. Eng., ICONE-7021, Tokyo, Japan, April 19-23, 1999, p. 63-70.

4. Svetlov, S. Passive Heat Removal System for Reactor Plant of New Generation VVER-640./ S.V. Svetlov, V.V. Bezlepkin, V.O. Kukhtevich // Design and Experimental Justification. ICAPP'03, Cordoba, Spain, 2003 p. 31-54.

5. Алексеев, С.Б. СПОТ. Крупномасштабный теплогидравлический стенд. Отчёт НПО ЦКТИ / С.Б. Алексеев, В.О. Кухтевич/, 1998г, с.63.

6. Валунов, Б.Ф. Выполнение дополнительной серии экспериментов на стенде СПОТ ПГ ОАО «НПО ЦКТИ. Отчет НПО ЦКТИ по договору 41608/10 от 27.10.2008/ Б.Ф. Валунов, В. А. Ильин, В.О. Кухтевич. 2008. - 57 с.

7. Валунов, Б.Ф. Обоснование устойчивости работы контура естественной циркуляции СПОТ ПГ при низких давлениях пара во втором контуре АЭС. Отчет НПО ЦКТИ по договору 447-08/10 от 31.10.2008, Б.Ф. Балунов, В.О. Кухтевич, В. А. Ильин. 2008. - 46 с.

8. Преображенский, В. П. Теплотехнические измерения и приборы/ В. П. Преображенский.- М.: Энергия, 1978. 706 с.

9. Технический проект ЛАЭС-2. Раздел 5.1.2.3.13 Система пассивного отвода тепла через парогенераторы (ЛМВ)

10. Отчет по договору № 1981/НП от 10.06.2004 г. Создание сквозной системы реакторных кодов и их верификация для обоснования безопасности АЭС С ВВЭР. Доработка и верификация кода РАТЕГ/СВЕЧА/ГЕФЕСТ 0.0-0-20-0т-004.

11. АЭС-2006. Ленинградская АЭС-2. Отчет по обоснованию. Расчетное обоснование характеристик и алгоритмов управления работой системы пассивного отвода тепла через парогенераторы (СПОТ ПГ) на ЛАЭС-2. 2009 г.

12. Технический отчет. Проведение тестовых расчетов с моделированием мер по управлению ЗПА. Внесение изменений в документацию по РК СОКРАТ (Этап 6.6 договора №2500/ЬЕМ2).

13. АЭС —2006 Техническое задание на разработку базового проекта.

14. Кректунов, О.П. Процессы конденсации и конденсаторы масложирового производства / О.П. Кректунов, A.C. Савус.- СПб 1998 496с.

15. Валунов, Б.Ф. Обоснование надежности охлаждения активной зоны во-до-водяных реакторов при авариях с разгерметизацией первого контура./ Б.Ф. Балунов, A.C. Бабыкин, С.В.Светлов / / Теплоэнергетика. 2008. - №1. -с. 25-31.

16. Балунов, Б.Ф. Кризис теплообмена в каналах с заглушённым торцом / Б.Ф. Балунов, Ю. Н. Илюхин, Е. JI. Смирнов // Теплофизика высоких температур. 1987. - т. 25.-№ 1. - с. 116-124.

17. Бабыкин, А. С. Экспериментальное исследование теплогидравлических процессов и газораспределения в модели страховочного корпуса ACT 500./ А. С. Бабыкин, Б. Ф. Балунов, Т. С. Живицкая // Атомная энергия. - 1993. - т. 74.-вып. 2.-с. 108-113.

18. Белов, A.A. Экспериментальное исследование теплогидравлических характеристик наклонных термосифонов для охлаждения объектов ядерной энергетики, автореферат дис. канд. тех. наук: защищена (ОАО НПО ЦКТИ). /А. А. Белов . СПб.: 2007. 23 с.

19. Сорокин, Ю. JI. Критическая скорость по сносу пузырей пара нисходящим потоком жидкости/Ю. JI. Сорокин и др. "Энергомашиностроение". -1976.-№3.-с. 1-3.

20. Brien, M. P. Velocity of large bubbles in vertical tubes./ M. P. Brien, I. E. Gosline //"Industrial and Engineering Chemistry".- 1935. v. 27. - № 12. - p. 1436-1440.

21. Кемельман, M. H. По вопросу некоторых закономерностей захвата пара в опускной участок циркуляционного контура / Кемельман M. Н. и др.// Изв. вузов: Энергетика. — 1965. № 6. - с. 23-27.

22. Балунов, Б.Ф. Исследование водогазового режима и циркуляционных характеристик первого контура на крупномасштабной модели реактора АСТ-500 (Отчет), 106304/0-11834, НПО ЦКТИ. / Б.Ф. Балунов, Е. Л. Смирнов, А. С. Бабыкин. Л.: 1984. 178с.

23. Балунов, Б.Ф. Экспериментальное исследование теплогидравлических процессов на крупномасштабной модели реактора типа АСПТ. (Отчет), 106303/0-11714, НПО ЦКТИ./ Б. Ф. Балунов, В. И. Тишенинова, Т. С. Жи-вицкая. Л.: 1984. 107с.

24. Kataoka. Drift flux model for large diameter pipe and new correlation for pool void fraction / Kataoka, M. Ishii // Int. J. Heat Mass Transfer, 1987. V. 30.- № 9. -P. 1927-1938.

25. Светлов, C.B. Гидродинамические характеристики тепловыделяющих сборок водоохлаждаемого ядерного реактора при низких скоростях циркуляции теплоносителя: автореферат дис. канд. тех. наук: защищена (АООТ НПО ЦКТИ)./ С. В. Светлов, СПб.: 1998. 26 с.

26. Бабыкин, A.C. Интенсивность растворения газа в воде, недогретой до температуры насыщения./ A.C. Бабыкин и др. //Атомная энергия, 1988. т. 64. - вып. 6 - с. 407-410.

27. Балунов, Б.Ф. Разработка нормативных рекомендаций по обеспечению надежности ЕЦ в контурах низкого давления ( 0,3-1 МПа) котлов -утилизаторов (Отчет) 106702 / Б.Ф. Балунов ,АООТ НПО ЦКТИ. С-П.:1997. -50с.

28. Бабыкин, A.C. Пульсационные характеристики контура естественной циркуляции крупномасштабной модели слабокипящего реактора./ А. С. Бабыкин// Атомная энергия, 1985. т. 58. - вып. 4. - с. 237-241.

29. Балунов, Б. Ф. Разработка нормативных рекомендаций по обеспечению надежности ЕЦ в контурах низкого давления ( 0,3-1 МПа) котловутилизаторов (Отчет) 106702 /Б.Ф. Валунов. АООТ НПО ЦКТИ. С-П.:1997. -50с

30. Anderse, Т. // Trans. Am. Nue. Soc. 1967.- V. 10,- № 2.- P. 507.

31. Prey, N.H. , Schweichert, C.E. // Industrial and Engineering Chemistry.-1952.-V. 44.-№5,-P. 1146.

32. Кириллов, П.JI. Справочник по теплогидравлическим расчетам (ядерные реакторы, теплообменники, парогенераторы) / П. Л. Кириллов, Ю.С. Юрьев, В. П. Бобков. М.: Энергоиздат, 1984. 296 с.

33. РД 24.035.05-89. Тепловой и гидравлический расчет теплообменного оборудования АЭС. НПО ЦКТИ. Л. 1991.

34. Кутателадзе, С.С., Основы теории теплообмена /С. С. Кутателадзе. М.: Атомиздат. 1976. - 416 с.

35. Гогонин, И. И. Теплообмен при конденсации движущегося пара внутри вертикальных труб/ И. И. Гогонин. // ИФЖ. т.77. - №2. - 2004.

36. Бойко, Л. Д. Теплоотдача при конденсации пара в трубе / Л. Д. Бойко, Г. Н. Кружилин.// Энергетика и транспорт, Изв. АН СССР. №5. - 1966. - с. 113128.

37. Валунов, Б.Ф. Экспериментальное обоснование проекта системы аварийного расхолаживания РУ КЛТ-40С /Б. Ф. Валунов // Теплоэнергетика. -2010??.-№??.-с??.

38. Гудемчук, В. А. Теплообмен при конденсации пара на вертикальной трубке / В. А. Гудемчук //Известия ВТИ. 6. - 1946.

39. Боришанский, В.М. Температурный режим парогенерирующей поверхности. Теплоотдача при конденсации пара внутри вертикальных труб / В.М. Боришанский //Труды ЦКТИ выпуск 131 Л.- 1975. С. 122-137

40. Боришанский, В.М. Повышение эффективности теплообмена в пароге-нерирующих устройствах. Экспериментальное исследование теплоотдачи при конденсации пара в вертикальной трубе/ В.М. Боришанский // Труды ЦКТИ выпуск 139. Л.: 1976. С. 86-96

41. Кректунов, О.П. Двухфазный поток в энергетических машинах и аппаратах. Расчет теплоотдачи и гидравлического сопротивления при конденсации пара в трубах / О.П. Кректунов и др. // Труды ЦКТИ выпуск 240 Л. 1976. С. 86-96.

42. Алферов, Н. С. О влиянии естественной конвекции на теплоотдачу однофазного потока при докритическом и сверхкритическом давлениях / Н. С. Алферов, Б. Ф. Балунов, Р. А. Рыбин // Теплофизика высоких температур, 1976. т. 14. - № 6. - с. 1215-1221.

43. Балунов, Б. Ф. Теплоотдача при смешанной конвекции в вертикальных и наклонных плоских каналах вакуумной камеры международного термоядерного реактора ИТЭР/ Б. Ф. Балунов // Теплофизика высоких температур, 2004.-t.42.-№1.- с 125-131.

44. Шицман, М.Е. Особенности температурного режима в трубах при сверхкритическом давлении./М. Е. Шицман // Теплоэнергетика. 1968. № 5. -С. 57.

45. Вихрев, Ю.В. Исследование теплообмена в вертикальных трубах при сверхкритическом давлении./ Ю. В. Вихрев, Ю.Д. Барулин, A.C. Коньков // Теплоэнергетика. 1967. № 9. - С. 80.

46. Беляков, И.И. Теплообмен в вертикальной подъёмной и горизонтальной трубах при закритическом давлении./ И. И. Беляков // Теплоэнергетика. 1971. № 11.-С. 39.

47. Жуковский, А.В. Теплоотдача при течении воды сверхкритического давления в трубе диаметром 30мм./ А. В. Жуковский , JI. В. Карева //«Труды ЦКТИ», Л.: 1973. вып. 119.

48. Петухов, Б.С. Турбулентное течение и теплообмен в трубах при существенно влиянии термогравитации / Б. С. Петухов и др. // В кн. Труды международного семинара по турбулентной свободной конвекции. Дубровник: СФРЮ, 1976.-С.-701.

49. Петухов, Б.С. Теплообмен при смешенной турбулентной конвекции./ Б.С. Петухов, А.Ф. Поляков М.: Наука, 1986. 192 с.

50. Celata ,G. Heat Transfer in Upward Mixed Convective Flow of Water in a Vertical Channel./ G. Celata, F. D. Annlbale, A. Chlaradia // Heat Transfer 1998, Proceeding of IHTC. August 23-28 1998. - Kyongju, Korea. - V. 3. - P. 287.

51. Cotton, M. A. Vertical tube air flows in the turbulent mixed convection regime calculated using a low-Reynolds-number k-s model. / M.A. Cotton, and J.D.JacksonV/International Journal of Heat and Mass Transfer, 1990. Vol. 33. -pp 275-286.

52. Jackson, J.D. Studies of mixed convection in vertical tubes/ J.D.Jackson, M.A. Cotton, B.P. Axcell // International Journal of Heat Fluid Flow, 1989. №10. - pp 2-15

53. Poskas, P. Turbulent Mixed Convection Heat Transfer in Upward Inclined Flat Channel Gas Flow/ P. Poskas, G. Bartkus, J. Vilemas // Heat Transfer 1998, Proceeding of IHTC. August 23-28 1998. Kyongju, Korea. - V. 3. - P. 275.

54. Алферов, H.C. К расчету теплообмена при смешенной конвекции. / Н.С. Алферов, Б.Ф. Балунов, Р.А. Рыбин //Теплоэнергетика. 1975г. №6. - С.71-75.

55. Балунов, Б. Ф. Теплоотдача при смешанной конвекции в горизонтальных плоских каналах вакуумной камеры международного термоядерного реакто-ра./Балунов Б. Ф. и и др.// «Теплофизика высоких температур», 2004. т.42. - №2. - с 279-286.

56. Петухов, Б.С. Теплообмен в ядерных энергетических установках./ Б.С. Петухов, Л.Г. Генин, С.А. Ковалев М: Энергоатомиздат, 1986. 470 с.

57. Михеев, М.А. Основы теплопередачи./ М.А. Михеев, И.М. Михеева М: Энергия, 1977. 344 с.

58. Авдеев, А. А. Гидродинамическое сопротивление потока пароводяной смеси в шаровой засыпке / А. А. Авдеев и др.// ТВТ. 2006. Т. 44. №2. С. 259267.

59. Фокин, Б.С. Гидравлическое сопротивление при течении двухфазной смеси в спиральном канале с переменным проходным сечением./ Б.С. Фокин и др.// Теплоэнергетика. 1980. № 12. С. 51 53.

60. Андреев, П.А. Влияние нестационарности двухфазного потока на гидравлические характеристики парогенерирующих каналов./ П.А. Андреев и др.// Труды ЦКТИ, вып. 139, Л., 1976, с. 3-27

61. Мердок, Д.У. Измерение расхода двухфазного потока с помощью диафрагм./ Д.У. Мердок// Теоретические основы инженерных расчетов. Т. 84. 1962. №4. С. 8-23.

62. Алфёров, Н.С. Гидравлические потери в местных сопротивлениях при течении двухфазной смеси./ Н.С. Алфёров , E.H. Шульженко // Труды ЦКТИ, вып. 139, Л., 1976, с. 49-60.

63. Инструкция по расчету гидродинамических характеристик водоохлаж-даемых каналов реакторных установок типа ВВЭР и ВК. НПО ЦКТИ, Л., 1979.

64. Рекомендации по расчёту контуров естественной циркуляции низкого давления и тепловых труб. (Расчётный материал). (Отчёт) АООТ НПО ЦКТИ, Б.Ф.Балунов, СПб., 1998.