автореферат диссертации по энергетике, 05.14.03, диссертация на тему:Теплогидравлическое обоснование работоспособности системы пассивного залива активной зоны реактора ВВЭР

На правах рукописи

Морозов Андрей Владимирович

ТЕПЛОГИДРАВЛИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ СИСТЕМЫ ПАССИВНОГО ЗАЛИВА АКТИВНОЙ ЗОНЫ РЕАКТОРА ВВЭР

Специальность 05.14.03 - Ядерные энергетические установки,

включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации

Автореферат диссертации па соискание ученой степени кандидата технических наук

Обнинск - 2003

Работа выполнена в Государственном научном центре Российской Федерации - Физико-энергетическом институте им. Л.И. Лейпунского, г. Обнинск

Научный руководитель:

- кандидат технических наук Ремизов Олег Васильевич.

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук Долгов Владимир Викторович

- кандидат технических наук, доцент Сердунь Николай Павлович

Ведущая организация - Санкт-Петербургский научно-исследовательский и проектно-уонструкторский институт "Атомэнергопроект "

Защита состоится "_"_2004 года, в_часов_

нут на заседании Диссерсационного Совета Д 201 003.01 в ГНЦ, РФ - ФЭП но адресу: 249033, г. Обнинск, Калужской обл., пл. Бондаренко, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНЦ РФ-ФЭИ

Автореферат разослан "_"_2004 г.

ми-

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук

Ю.А. Прохоров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Повышение безопасности разрабатываемых АЭС нового поколения достигается широким использованием специальных систем, функционирование которых основано на пассивных принципах. Одной из таких систем безопасности является предусмотренная в проекте АЭС ВВЭР-1000 с реакторной установкой В-392 система пассивного залива активной зоны из гидроемкостей второй ступени (СПЗАЗ ГЕ-2), предназначенная для ликвидации запроектных аварий с полной потерей всех источников переменного тока и течах первого контура.

Истечение охлаждающей жидкости из системы происходит под действием пара из первого контура, который начинает поступать в верхнюю часть системы ГЕ-2 после падения давления в реакторе ниже 1,6 МПа. Взаимодействие пара и недогретой воды, находящейся в гидроемкостях, может вызвать нестабильную работу системы пассивного залива. Поэтому для обоснования работы СПЗАЗ ГЕ-2 в проекте реактора ВВЭР-1000 необходимо исследовать имеющие место в системе нестационарные теплогидравлические процессы.

Цель работы - проведение комплексных расчетно-экспериментальных исследований процессов теплообмена, направленных на обоснование проектных функций системы ГЕ-2 усовершенствованного проекта АЭС с реактором ВВЭР-1000, выработка технических решений, необходимых для обеспечения работоспособности системы пассивного залива активной зоны из гидроемкостей второй ступени, а также численное моделирование теплогидравлических процессов в системе ГЕ-2.

Научная новизна работы:

- получены экспериментальные результаты влияния нестационарных процессов взаимодействия пара и недогретой воды на расход из системы гидроемкостей, возникающий под давлением паровой подушки;

- впервые обнаружено существенное различие в механизмах истечения воды во встречные потоки конденсирующихся и неконденсирующихся газовых сред при исследовании опорожнения вертикальной заглушённой сверху трубы;

- получена полуэмпирическая зависимость для расчета времени опорожнения заглушённых труб при истечении воды в пар.

Практическая ценность работы состоит в том, что предложены обоснованные технические решения для обеспечения работоспособности системы пассивного залива активной зоны, которые включены в проект системы пассивного залива ГЕ-2, реализуемый при строительстве АЭС с реактором ВВЭР-1000.

Достоверность основных научных положений и выводов обеспечивается воспроизводимостью результатов экспериментов, использованием на крупномасштабном стенде ГЕ-2 и модельных стендах современных методик исследований и метрологически аттестованных приборов.

Автор защищает:

комплекс технических решений, позвол тоспо-

собности системы ГЕ-2;

С. Петербург 09 500 V«и

а

I

'л

- результаты экспериментального исследования системы пассивного залива ГЕ-2 на модельных экспериментальных установках и крупномасштабном стенде;

- предложенный механизм истечения воды из заглушённых вертикальных труб во встречный поток пара и формулу расчета скорости опорожнения;

- результаты численного моделирования теплогидравлических процессов в системе ГЕ-2 с помощью кода МАСТЕР-Е.

Апробация работы:

Основные результаты диссертации докладывались на: Третьей Российской национальной Конференции по теплообмену, Москва, 2002; 2-ой и 3-ей научно-технических конференциях "Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР", Подольск, 2001, 2003; отраслевой конференции Теплофизика-2001, Обнинск, 2001; Международном Молодежном Ядерном Конгрессе (ГУКС-2002), Дай-джон, Республика Корея, 2002; Отраслевом семинаре по пассивным системам безопасности АЭС, Обнинск, 2002; XIV Школе-семинаре молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А. И. Леонтьева, Рыбинск, 2003.

Публикации. Всего по теме диссертации было опубликовано 17 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников из 97 наименований. Работа представлена на 159 страницах и содержит 47 рисунков и 5 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, определяются цели и основные задачи исследования, показана новизна выполненной работы, ее практическая значимость.

В первой главе проведен обзор конструкций действующих и разрабатываемых систем пассивного залива реакторов различных типов. Действующие и разрабатываемые системы пассивного залива А3 (СПЗАЗ) классифицированы по нескольким признакам: по длительности работы системы, условиям срабатывания, способу подачи охладителя в реактор, месту ввода охлаждающей жидкости и т.д. Сравнительный анализ конструкции и принципов работы системы пассивного залива активной зоны из гидроемкостей второй ступени позволил выявить особенности и показал значительное отличие системы ГЕ-2 от других СПЗАЗ.

Система ГЕ-2 (рис. 1.) состоит из четырех групп гидроаккумулирующих емкостей (по две емкости объемом 120 м3 в каждой) с раствором борной кислоты, находящихся под атмосферным давлением.

В верхней части гидроемкости второй ступени через специальные невозвратные обратные клапаны подключены к "холодным" ниткам главных циркуляционных трубопроводов в зоне непосредственной их близости к коллекторам ПГ. При возникновении аварийной ситуации с потерей теплоносителя первого

контура и падении давления в ГЦК до 1,6 МПа клапаны открываются и, после опорожнения парового трубопровода, в верхнюю часть гидроемкостей начинает поступать насыщенный пар под давлением соответствующим давлению в реакторной установке. При контакте пара с внутренними стенками гидроемкостей и водным объемом начнется процесс конденсации, приводящий к задержке скорости роста давления в системе. После того как давление в гидроемкостях возрастает до давления в первом контуре вода под действием гидростатического напора стекает в реактор.

По линии слива гидроемкости второй ступени подключены к трубопроводам Ду300 подсоединения к реактору гидроемкостей первой ступени в неотключаемой от первого контура части. На трубопроводах слива установлены запорные задвижки и обратные клапаны, предназначенные для исключения роста давления в гидроемкостях в состоянии ожидания и автоматического пассивного открытия линии слива в аварийной ситуации.

В системе реализовано четырехступенчатое профилирование расходной характеристики, основанное на идее последовательного прекращения истечения по сливной линии, оказавшейся выше уровня воды в баке. Величина расхода из гидроемкостей с необходимым запасом отслеживает закон спада мощности остаточных энерговыделений в A3.

Положительной чертой системы ГЕ-2 является отсутствие в ней азотной подушки, исключающее попадание неконденсирующихся газов в реактор при срабатывании гидроаккумуляторов. Кроме того, схема подсоединения гидроемкостей к реактору и конструкция клапанов обеспечивают постоянство движущего гидростатического напора практически независимо от динамики давления первого контура. Однако использование в данной системе пассивного залива в качестве рабочей среды насыщенного пара, контактирующего непосредственно с недогретой водой, оказывает отрицательное влияние на работу системы.

Вторая глава содержит описание крупномасштабного теплогидравличе-ского стенда ГЕ-2 ГНЦ РФ-ФЭИ и модельных экспериментальных установок, на которых проводилось изучение нестационарных процессов теплообмена в системе гидроемкостей второй ступени и выяснялось влияние этих процессов на работоспособность системы ГЕ-2. Понятие работоспособности включало в себя требования ко времени выхода системы на проектный расход - не более

100 с, а также необходимость выполнения заданной четырехступенчатой расходной характеристики.

В связи с трудностью переноса результатов экспериментов на мелкомасштабных моделях на натурную систему ГЕ-2, основные экспериментальные исследования проводились на крупномасштабном стенде, который имел реальные диаметры трубопроводов, их длины, сопротивления трасс и высотные отметки размещения оборудования. Для сокращения времени проведения экспериментов объем пары гидроемкостей, использованных на стенде, был занижен по отношению к реальным гидроаккумуляторам второй ступни и имел объемный масштаб -1:6. Вследствие этого, длительность каждой из четырех ступеней расхода была сокращена по сравнению с натурой.

Граничными условиями, определяющими расход охлаждающей воды из системы ГЕ-2 в РУ, являются давление и паросодержание на входе-выходе трубопроводов системы, соединяющих ГЕ-2 с первым контуром. Путем проведения численного моделирования взаимосвязанных процессов в защитной оболочке и реакторной установке было определено, что давление в экспериментах на стенде ГЕ-2 должно поддерживаться в диапазоне от 1,6 до 0,6 МПа, температура на концах трубопроводов системы ГЕ-2 должна соответствовать заданному давлению насыщения, а паросодержание быть близко к единице.

Первоначальная конфигурация стенда соответствовала гидравлической схеме системы ГЕ-2, предложенной проектантом (рис. 2.). Стенд имел две напорные емкости, объединенные уравнительными перемычками по паровой и водяной частям.

Рис 2 Технологическая схема крупномасштабного стенда ГЕ-2 Слив воды из напорных гидроемкостей происходил через внешний коллектор, который был расположен между уравнительными линиями и имел три отвода по высоте патрубками для обеспечения профилирования расхода. Также имелась четвертая сливная линия, которая была подсоединена к трубопроводу, соединяющему гидроемкости по нижней водяной части.

Кроме того, в состав стенда входили две сливные емкости, в которых перед началом экспериментов находилась вода и насыщенный пар при давлении 1,6 МПа. Сливные емкости также были объединены как по паровой, так и по водяной части.

Для выполнения расчетных граничных условий по давлению и паросо-держанию при проведении экспериментов осуществлялась подпитка системы нижних баков по паропроводу от ТЭЦ ФЭИ с расходом пара до 10 т/ч.

Связь напорных и сливных емкостей осуществлялась с помощью паровой линии мм. Пружинные обратные клапаны, автоматическое открытие которых при падении давления в реакторе ниже 1,6 МПа, инициирует начало работы системы ГЕ-2, моделировались на стенде шаровыми кранами с ручным управлением.

Контроль основных технологических параметров при проведении экспериментов на крупномасштабном стенде ГЕ-2 осуществлялся с помощью системы автоматизированного сбора научной информации (АСНИ). В ее состав входило около 80 первичных измерительных приборов, размещенных на стенде. С помощью этих датчиков измерялись:

- уровни воды в гидроемкостях, сливных баках и коллекторе;

- расходы воды в сливных линиях;

- давление в баках и в характерных точках стенда;

- температура среды в гидроемкостях и по длине трубопроводов.

Значительное влияние на время выхода системы на проектный расход

оказывает процесс опорожнения паровой линии, соединяющей гидроемкости с реактором. Поэтому для детального изучения взаимодействия встречных потоков пара и недогретой воды в паропроводе системы ГЕ-2, кроме экспериментов на крупномасштабном стенде, были проведены исследования на двух экспериментальных установках "Модель гидроемкости" и "Модель паропровода".

Экспериментальная установка "Модель гидроемкости" состояла из контура рабочего участка и системы подготовки пара заданных параметров. Рабочий участок был выполнен в виде вертикальной трубы 034 х 3 мм с двумя горизонтальными гибами, общей высотой 9435 мм. В нижней точке рабочего участка находилась приемная емкость, в которую сливался конденсат, а вверху был установлен рабочий бак объемом 0,1 м3.

Для выяснения механизма взаимодействия пара и воды была разработана и создана экспериментальная установка "Модель паропровода" (рис. 3.), позволяющая проводить опыты по взаимодействию пара, горячего воздуха и паровоздушной смеси с холодной водой в заглушённой сверху вертикальной трубе, являющейся моделью участка паропровода системы ГЕ-2.

Экспериментальная установка состояла из парового контура, воздушного контура и рабочего участка с мерным баком. Паровой контур включал в себя парогенератор с внутренним регулируемым электрическим нагревателем, накопительные баки и технологические линии с запорной арматурой.

Для проведения экспериментов было создано три рабочих участка, отличавшихся друг от друга высотой и диаметром, что позволило изучить влияние

В ходе опытов производилась регистрация температурных полей внутри трубы и на внешней стенке. Также проводилось измерение объема жидкости в мерном баке и фиксировался уровень давления в верхней точке рабочего участка.

этих параметров на процесс истечения недогретой воды во встречный поток пара в вертикальной заглушённой трубе.

Рис 3. Технологическая схема экспериментальной установки "Модель паропровода"

Третья глава посвящена исследованию на модельных экспериментальных стендах процессов, происходящих при запуске в работу системы ГЕ-2.

Начало истечения из системы ГЕ-2 произойдет только после частичного опорожнения вертикального участка паровой линии, когда пар, вытеснив воду, достигнет высотной отметки необходимой для повышения давления в гидроемкостях и создания перепада на обратном клапане в линии слива (0,03 МПа) достаточного для его открытия. Поэтому определяющее влияние на время выхода системы на проектный расход оказывает взаимодействие пара и недогретой воды при опорожнении паропровода. Можно сказать, что данное взаимодействие происходит в заглушённой сверху вертикальной трубе, так как в роли верхней заглушки выступают полностью заполненные водой гидроемкости.

На экспериментальной установке "Модель гидроемкости" было проведено первоначальное изучение процесса истечения воды во встречный поток пара в вертикальной заглушённой трубе. В ходе экспериментов был установлен общий вялотекущий характер процесса опорожнения заглушённой трубы в пар. Проведение опытов при различных уровнях начального давления (0,6 и 1,6 МПа) позволило установить, что в рабочем диапазоне давлений системы гидроемкостей второй ступени скорость истечения недогретой воды во встречный поток пара остается неизменной.

Следующим этапом изучения процессов истечения воды были эксперименты на рабочих участках натурного диаметра, которые были выполнены на ЭУ "Модель паропровода". Целью проведения опытов было детальное исследование истечения недогретой воды во встречный поток пара в вертикальной заглушённой сверху трубе.

Для выяснения различия в механизмах истечения в конденсирующиеся и неконденсирующиеся среды были выполнены опыты с воздухом и паровоздушной смесью. Начальное давление каждой из сред равнялось 0,5 МПа, температура -150 °С. Температура воды в рабочем участке составляла ~30 °С.

Первый этап экспериментальных исследований был выполнен на рабочих участках РУ-1000/50 и РУ-3000/50 высотой 1000 и 3000 мм соответственно. Внутренний диаметр рабочих участков был эквивалентен диаметру парового трубопровода системы ГЕ-2 в его первоначальном варианте и равнялся 50 мм.

Главной гидродинамической характеристикой исследуемого явления является скорость изменения объема (расход) изливаемой жидкости. Результаты измерения объемов жидкости представлены на рис. 4. Видно, что времена истечения воды во встречные потоки воздуха и пара отличаются почти на порядок. Такое отличие указывало на различные механизмы истечения воды в конденсируемые и неконденсируемые среды, однако для выяснения существа отличий необходимо было с помощью микротермопар, которыми были оснащены рабочие участки, исследовать тепловые характеристики процесса.

Измерения температуры двухфазного потока на выходе из рабочего участка позволили оценить фракционность двухфазного потока в точке расположения термопар и получить дополнительную информацию о механизме опорожнения рабочих участков. На рис. 5. представлены примеры записи показаний данных термопар при истечении воды в воздух и насыщенный пар.

Видно, что при истечении воды во встречный поток горячего воздуха частота пульсаций температуры достаточно низка. Постепенно она увеличивается, что свидетельствует о появлении в двухфазном потоке более мелких жидкостных включений.

Рис. 5. Характер пульсаций температуры двухфазного потока на выходе из рабочего участка РУ-3000/50 при истечении воды а) в воздух; б) в насыщенный пар

При истечении воды во встречный поток насыщенного пара характер пульсаций температуры двухфазного потока на выходе из рабочего участка значительно меняется. Из рис. 5.6 видно, что частота пульсаций температуры двухфазного потока значительно увеличилась по сравнению с экспериментами на воздухе. Амплитуда же колебаний существенно снизилась и составляет всего 1 ...2 °С. Причем, в ходе процесса истечения величина пульсаций снижается.

Экхпериментально измеренные значения температур указывают на то, что механизм истечения воды из заглушённой сверху вертикальной трубы во встречный поток пара отличается от истечения в воздух и паровоздушную смесь. Отсутствие в потоке крупных жидкостных включений при истечении указывает на отсутствие барботажа паровых пузырей через столб сильно недог-ретой жидкости. Постепенное уменьшение амплитуды колебаний температуры и наличие на выходе из рабочего участка паро-капельного потока указывает на то, что опорожнение рабочего участка происходит за счет процессов непосредственного взаимодействия пара и жидкости на сформированной границе раздела фаз, продвигающейся, по мере истечения, вверх.

Таким образом, экспериментами на рабочих участках РУ-1000/50 и РУ-3000/50 был детально изучен механизм истечения недогретой воды во встречный поток пара в вертикальной заглушённой сверху трубе внутренним диамет- -ром 50 мм. Однако, в ходе экспериментов на крупномасштабном стенде ГЕ-2 выяснилось, что диаметр паровой линии 50 мм недостаточен и не обеспечивает расхода пара, необходимого для запуска системы за необходимое время. Поэтому диаметр паровой линии был увеличен до 98 мм. Это, в свою очередь, привело к необходимости изучить влияние увеличения диаметра трубопровода на процессы истечения жидкости в пар.

Исследования были проведены на рабочем участке. РУ-1000/98. Для регистрации изменения температур двухфазного потока в процессе истечения рабочий участок был оснащен шестью стационарными термопарными зондами, установленными на различных высотах и позволяющими измерять температуру среды в шести точках по радиусу трубы. На рис. 6. приведена запись показаний четырех из шести зондов в Рис. 6. Изменение температуры двухфазного ходе одного из экспериментов потока в центре рабочего участка РУ-1000/98, Аналогично опытам на рабочих И - высота расположения термопар, мм

участках меньшего диаметра, в данных опытах наблюдался последовательный рост показаний термопар, расположенных по высоте рабочего участка, свидетельствующий о продвижении потока пара вверх по мере опорожнения трубы. Увеличение диаметра трубы привело к росту скорости истечения.

Анализ полученных экспериментальных данных показал, что процесс истечения недогретой воды во встречный поток пара существенно отличается от опорожнения заглушённых труб в воздух. Основным механизмом опорожнения трубы в воздух является замещение объемов жидкости пузырями барботируе-мого газа на нижнем срезе трубы. В случае истечения в пар из-за глубокого не-догрева и отсутствия искусственных центров образования пузырей (дырчатый лист) процессы сквозного барботажа становятся невозможными, в связи с чем

характер истечения значительно меняется. В частности, это проявляется в том, что скорость процесса опорожнения заглушённых труб в пар практически на порядок меньше скорости истечения в неконденсирующиеся газовые среды.

Результаты проведенных экспериментов позволили выявить характерные черты механизма опорожнения заглушённых труб во встречный поток пара:

- из-за интенсивной конденсации пара он не доходит до верха трубы с образованием там уровня, т.е. происходит "зависание" водяного столба;

- в трубе образуется ярко выраженная граница раздела фаз "пар-жидкость", движущаяся вверх по мере опорожнения;

- опорожнение трубы происходит за счет формирования и свободного отрыва объемов жидкости с "зеркала" воды и удаления части жидкости вместе со стекающей по стенке пленкой конденсата;

- по мере падения объемы жидкости дробятся на более мелкие и прогреваются за счет конденсации на них набегающего потока пара, в связи с чем вслед за поднимающейся границей раздела фаз следует паро-капельная смесь;

Была получена полуэмпирическая формула, описывающая процессы истечения воды из заглушённых сверху вертикальных труб в пар:

где с=0,019 - безразмерная эмпирическая константа, определяемая физикой процесса, - поправочный коэффициент, учитывающий влияние начальных динамических эффектов, g = 9,81 м/с2 - ускорение свободного падения, й- внутренний диаметр трубы, м, к - высота, м.

Диапазон применения (1): давление пара Р - 0,4ч-1,6 МПа, внутренний диаметр трубы й = 0,025-5-0,1 м, ее высота А £ 1 м, недогрев жидкости ЛТ„е<> = 120/180 °С. Отклонение экспериментальных точек от расчетной зависимости составляет ±5%.

Расчеты проведенные по формуле (1) для паропровода системы ГЕ-2 показали, что время опорожнения участка паровой линии, необходимое для открытия обратного клапана на линии слива, значительно превышает отведенные на запуск системы пассивного залива 100 с, что приводит к неработоспособности установки. Для сокращения времени выхода системы на проектный расход были выработаны технические решения и предложены рекомендации, заключающиеся в изменении трассировки парового трубопровода и переносе невозвратного обратного клапана на другую высотную отметку, что позволило исключить вялотекущие процессы опорожнения паровой линии при запуске системы ГЕ-2.

В четвертой главе представлены основные результаты экспериментальных исследований нестационарных процессов теплообмена в системе ГЕ-2 на крупномасштабном стенде. Главными задачами проводимых экспериментов было выяснение влияния неравновесных процессов взаимодействия пара и не-догретой воды на работоспособность системы ГЕ-2, т.е. на время запуска и профилирование расхода.

Первоначально эксперименты были проведены на стенде, который имел проектную конфигурацию, представленную на рис. 2. Целью первого этапа ис-

следований было выяснение влияния процессов взаимодействия пара и недог-ретой воды в гидроемкостях на скорость роста давления на стенде, а, следовательно, и на время появления расхода охлаждающей воды в системе.

На рис. 7. представлено изменение основных регистрируемых параметров стенда ГЕ-2 на начальном этапе работы в эксперименте ННТ-122. К ним относятся: расходная характеристика стенда, изменение давления в сливном баке Б4 (откуда давление по паровой линии подавалось на гидроемкости) и перед обратным клапаном КО1 на линии слива со стороны гидроемкостей (т.е. фактически давление в напорных баках плюс нивелирный напор).

Рис. 7. Начальный этап работы стенда ГЕ-2. Эксперимент ННТ-122. В данном опыте баки-модели гидроемкостей Б1 и Б2, коллектор, сливные трубопроводы а также паровая линия в начале эксперимента были полностью заполнены водой с температурой 15-20 °С при атмосферном давлении. В момент времени г=0 открывался шаровой кран КО2 на паровой линии и поток пара с давлением 1,6 МПа поступал в гидроемкости, одновременно конденсируясь на металлических стенках и в объеме жидкости. Давление в верхних баках Б1 и Б2 начинало расти, одновременно снижаясь в сливных емкостях. При с. давление перед обратным клапаном КО1 превысило давление в нижнем баке (Б4) и начался процесс слива жидкости. На проектный расход (17 кг/с) стенд вышел только к 250 с.

Кроме этого опыта, при данной гидравлической схеме системы было проведено несколько экспериментов с измененными начальными условиями, в частности, с более высокой температурой воды в верхних баках и наличием в них воздушных полостей. Время выхода системы на проектный расход в этих экспериментах также превышало 200 с.

Таким образом, эксперименты проведенные на стенде ГЕ-2 показали, что нестационарные процессы взаимодействия струи пара с недогретой водой оказывают значительное влияние на время запуска в работу системы пассивного залива А3 из гидроемкостей второй ступени. Во всех выполненных опытах время выхода стенда на проектный расход превышало 100 с, т.е. работоспособность системы не обеспечивалась.

Анализ результатов проведенных экспериментов показал, что причиной низкого темпа роста давления и большой временной задержки при запуске бы-

ла неравновесная конденсация пара в объеме недогретой жидкости. Для уменьшения ее влияния на работу системы было решено действовать в двух направлениях - уменьшить конденсацию пара в объеме воды, для этого на линию ввода пара в бак был установлен рассекатель, и повысить расход пара, поступающий в гидроемкость, для чего до 100 мм был увеличен диаметр паровой линии.

В опыте ННТ-473 время установления давления в напорном баке заметно сократилось, понизившись до ~5 с, затем открылся обратный клапан на сливной линии и к ~60 с стенд вышел на проектный расход.

Для подтверждения полученного положительного результата был проведен повторный эксперимент ННТ-474. Однако, как видно из рис. 8., его результаты значительно отличились от предыдущего опыта. На начальном этапе работы система вела себя аналогично эксперименту ННТ-473, однако, затем расход из гидроемкости резко начал снижаться и к ~200 с упал до нуля, повторно появившись только к ~500 с, не считая одного промежуточного всплеска. При этом все поступающее от пара тепло шло на прогрев воды внутри гидроемкости, к началу стабильного истечения температура воды на глубине 1100 мм достигла ~90 °С, а в верхней части бака практически сравнялась с

Таким образом, результаты проведенных экспериментов показали, что и в такой конфигурации стенда ГЕ-2 устойчивой работы системы добиться не удалось. Не устраненной проблемой осталось неравновесное смешение пара и холодной воды в баке Б2 в начальный период времени.

Для уменьшения конденсации пара в объеме холодной воды на начальной стадии работы системы были выработаны технические решения по установке в гидроемкости Б2 внутрикорпусных устройств: парового коллектора и дырчатого листа. Коллектор представлял собой трубу 0108x5 мм, расположенную вдоль верхней горизонтальной образующей бака, на расстоянии 50 мм от стенки бака. По всей длине коллектора, с шагом 100 мм, были просверлены отверстия 06 мм. В каждом сечении имелось пять направленных вверх отверстий, угол между которыми составлял 30 Отверстия были сделаны так, чтобы струйки пара направлялись вверх и прогревали только верхний слой жидкости в баке. Торцы парового коллектора были заглушены, а в их нижней части было просверлено по одному отверстию 010 мм. Кроме того, для ограничения проникновения пара в глубину жидкости, в баке Б2 был установлен дырчатый лист. Лист, установленный на высоте 250 мм от верхней образующей емкости, отсекал объем жидкости ~1,6 м3. Пористость листа составляла ~7%.

г

К

г\

-! \

ш л

т? 1

./1

е 100 200 300 400 500 0001, с

Рис. 8. Начальный этап работы стенда ГЕ-2. Эксперимент ННТ-474.

После проведенных мероприятий по модернизации стенда было выполнено несколько экспериментов. Изменения основных параметров системы на начальной стадии опыта ННТ-577 показаны на рис. 9. В этом эксперименте расход достиг проектной величины за время меньшее 100 с. Взаимодействие пара с недогретой водой в баке Б2 прошло достаточно быстро (-15 с) и практически без снижения величины расхода.

Таким образом, результаты экспериментов позволили выработать рекомендации по изменению проектной конструкции системы пассивного залива ГЕ-2, заключающиеся в увеличении диаметра питательной паровой линии до 100 мм и установке внутри гидроемкости разработанных внутрикорпусных устройств. Реализация этих мер значительно уменьшает интенсивность процессов конденсации пара в объеме недогретой жидкости и сокращает до необходимой величины время выхода системы ГЕ-2 на проектный расход.

Теплогидравлические процессы при взаимодействии пара и недогретой воды, на которых основана работа системы пассивного залива ГЕ-2, наряду с влиянием на время запуска системы могут оказать значительное воздействие и на дальнейшую работу установки, в частности, на выдачу профилированного расхода воды в реактор. Принцип пассивного изменения расхода, использованный в системе и основанный на идее последовательного прекращения истечения по сливным линиям, оказавшимся выше уровня воды, предполагал примерное равенство в уровнях воды в баках и профилирующем коллекторе. Однако это условие может не выполняться под влиянием процессов конденсации в трех параллельно соединенных сосудах (две гидроемкости и коллектор), обладающих различной площадью зеркала воды, разной массой металла (стенок) и связанных парораспределительными трубопроводами различной длины и гидравлического сопротивления. Поэтому для проверки возможности обеспечения системой ГЕ-2 необходимого для охлаждения активной зоны расхода жидкости необходимо было проведение экспериментов на крупномасштабном стенде ГЕ-2.

Первоначально эксперименты проводились на стенде ГЕ-2 проектной конфигурации, схема которого приведена на рис. 2. Профилирование расхода жидкости обеспечивалось использованием внешнего коллектора мм с

тремя сливными патрубками, размещенного между двумя гидроемкостями (баками Б1, Б2 на стенде). Баки и коллектор были соединены между собой как по пару, так и по воде. Таким образом, они представляли собой систему из трех параллельно соединенных контуров. Пар поступал из нижних баков БЗ и Б4 по паровой линии 050 мм.

С, м/с 16 -

О 20 40 во Ю 100 ^С

Рис. 9. Начальный этап работы стенда ГЕ-2. Эксперимент ННТ-577.

Первым этапом исследования расходной характеристики на стенде было проведение "холодных" экспериментов, когда напорные баки заполнены холодной водой, а в сливных емкостях был воздух атмосферного давления. Их целью был подбор гидравлических сопротивлений трубопроводов слива для обеспечения необходимой расходной характеристики и проверка работоспособности гидравлической схемы внешнего коллектора в отсутствии неравновесных процессов конденсации.

В ходе опытов была получена расходная характеристика стенда, изображенная на рис. 10. Из рисунка видно, что гидравлическая схема стенда позволила обеспечить четырехступенчатое профилирование расхода. Величина расхода на каждой из ступеней определялась гидравлическим сопротивлением сливных линий, а длительность истечения обуславливалась

выбранной высотой подсоединения отводящих патрубков к коллектору.

При выполнении экспериментов с паром давление на стенде - 1,6 МПа, соответствующее давлению запуска в работу системы ГЕ-2 на АЭС, создавалось с помощью подачи пара на стенд по паропроводу от ТЭЦ ФЭИ. После достижения необходимого давления в сбросных баках, включалась система сбора данных и открытием шарового крана КО2 на паровой линии, соединяющей сливные и напорные емкости, начинался эксперимент.

На рис. 11. представлено изменение основных регистрируемых параметров стенда ГЕ-2 в эксперименте ННТ-122. К ним относятся суммарная расходная характеристика стенда, давление в сливном баке Б4 и перед обратным клапаном КО1 на линии слива со стороны гидроемкостей.

Рис. 10. Эксперимент НСТ-117. Расходная характеристика при "холодной" проливке.

Рис. 11. Изменение основных параметров на стенде ГЕ-2 в ходе эксперимента ННТ-122

Как видно из рис. 11., после выхода расхода на проектную величину начался процесс истечения, который был достаточно нестабильным. Величина расхода колебалась в диапазоне 7/17 кг/с. Время работы стенда составило —1000 с. В дальнейшем наблюдалось два небольших всплеска расхода.

Также необходимо отметить, что по показаниям расходомеров истечение воды на всем протяжении эксперимента происходило одновременно по всем четырем патрубкам слива без их отключения, т.е. профилирование расхода в этом опыте не выполнялось.

Таким образом, в экспериментах, проведенных при первоначальной гидравлической схеме, с использованием внешнего профилирующего коллектора и двух параллельно соединенных гидроемкостей, наблюдалась неустойчивая работа стенда ГЕ-2.

Существенное отличие результатов, полученных в данных экспериментах от итогов "холодной" проливки можно объяснить только неравновесными процессами взаимодействия недогретой воды и пара в баках и трубопроводах стенда, имевших место в "горячих" опытах. Обработка опытных данных показала, что доля пара, идущего на конденсацию в объеме баков, т.е. на "бесполезный" нагрев воды, составляла -60 %. Также было обнаружено, что скорость струи пара на входе в верхние баки достигала 150 м/с, таким образом, пар мог проникать достаточно глубоко в объем жидкости.

Анализ экспериментальных результатов показал, что быстрое прекращение расхода, особенно при его повторных всплесках, было вызвано, наряду с нестационарной конденсацией, и недостаточным диаметром паропровода, соединяющего верхние и нижние баки. В связи с сильной конденсацией пара, как в сливных баках на струе падающей воды, так и в объеме напорных емкостей, происходило падение давления в системе. Из-за недостаточного диаметра паровой линии (50 мм) давление в гидроемкостях не успевало отслеживать изменения давления в напорных баках, что приводило к разбалансировке системы и остановке расхода. Значительные интервалы между появлениями расхода в ходе экспериментов также были связаны с сильной конденсацией пара в объеме жидкости и недостаточной пропускной способностью паропровода.

Еще одной причиной отсутствия профилирования расхода в проведенных опытах послужил разный уровень жидкости в системе из трех параллельно соединенных сосудов: двух напорных баков и внешнего профилирующего коллектора По гидравлической схеме системы необходимое профилирование расхода возможно только в случае равенства этих уровней.

Для уменьшения данной неустойчивости было решено исключить из гидравлической схемы стенда одну гидроемкость, и провести эксперименты по исследованию расходной характеристики системы ГЕ-2 в конфигурации "напорный бак Б2 - внешний профилирующий коллектор". Расходы по сливным линиям в опыте ННТ-242 приведены на рис. 12.

Как можно видеть на рис 12а, в начальный момент времени расходы появились по всем четырем линиям, затем расходы по третьей и четвертой сливным линиям стали возрастать, а по первым двум устремились к нулю. Впоследствии, как видно из рис. 12б., расход 02 по второй линии был нестабилен, ус-

Рис. 12. Изменение расходов по сливным линиям. Эксперимент ННТ-242 а) начальный момент, б) весь эксперимент

тойчиво появившись только к ~500 с. Расход по самому верхнему отводящему патрубку отсутствовал на протяжении всего эксперимента.

Такое поведение расходов можно объяснить только колебаниями уровня в коллекторе, в результате чего сливные патрубки то оказывались под слоем воды, то заполнялись паром. Уровень в коллекторе определялся разностью давлений между верхними точками самого коллектора и напорного бака.

Из-за различных условий конденсации давление в напорном баке и коллекторе на протяжении всего эксперимента различались, причем это различие, по показанием приборов, достигало 20-30 кПа (2-3 метра водяного столба). Более высокое давление было в коллекторе, так как он быстрее прогревался паром, чем гораздо более массивный бак с большим запасом холодной воды.

Таким образом, результаты проведенных экспериментов позволили сделать вывод о том, что использованное в проекте системы ГЕ-2 схемное решение "гидроемкость - внешний коллектор" является неработоспособным. Наличие в системе неравновесных процессов конденсации пара приводило к разности давлений в коллекторе и гидроемкостях, а, следовательно, и к разнице в уровнях жидкости, что делало невозможным надежно обеспечить подачу требуемого расхода воды. Для обеспечения необходимо расхода жидкости решено было

поместить профилирующий коллектор внутрь гидроемкости.

После этого была проведено несколько экспериментов. Результаты одного из них ННТ-577 приведены на рис. 13.

Как видно, в эксперименте система имела достаточно стабильную расходную характеристику, величина расхода плавно изменялась при переходе со ступени на ступень.

Таким образом, проведенные исследования работы стенда при различных вариантах гидравлической

Рис. 13. Изменение расхода на стенде ГЕ-2 в ходе эксперимента ННТ-576.

личных вариантах гидравлической схемы позволили установить, что наиболее работоспособной является конструкция системы ГЕ-2, в которой основными являются следующие элементы:

- отсутствие параллельных сосудов в системе;

- установка профилирующего коллектора внутрь напорного бака;

- ввод пара в гидроемкость через раздающий коллектор;

- наличие в напорном баке дырчатого листа;

- использование паровой линии Ду 100

При данной конфигурации стенда были получены результаты, обеспечивающие работоспособность системы ГЕ-2, как с точки зрения времени выхода системы на проектный расход, так и по выполнению проектной расходной характеристики.

В пятой главе приводятся результаты численного моделирования процессов в системе ГЕ-2 с помощью инженерного расчетного кода

Код МАСТЕР-2 (Моделирование Аварийного Слива Теплоносителя в Реактор) предназначался для численного моделирования теплогидравлических процессов в системе гидроемкостей второй ступени, как на крупномасштабном стенде, так и, впоследствии, на реальной АЭС. Кроме того, разработка кода была вызвана необходимостью проведения вариантных расчетов, связанных с изменением схемы стенда во время выполнения экспериментальных исследований.

Код носит экспрессный инженерный характер и непосредст-

венно привязан к схеме системы ГЕ-2. В нем ограничено число обыкновенных дифференциальных уравнений и все выявленные процессы отражены в виде балансных соотношений, полуэмпирических и эмпирических формул. Общая идея математической модели кода состоит в следующем:

- математическая формулировка отдельных блоков по возможности не в виде дифференциальных уравнений, а в виде их решений;

- разбиение процесса во времени на этапы с выраженным характером протекания явлений;

- построение суммарного кода из отдельных блоков;

- насыщение исходных данных конструктивными, проектными параметрами системы ГЕ-2.

Каждый расчетный блок кода описывающий то или иное яв-

ление или этап процесса, по содержанию самостоятелен и может внутренне изменяться. Каждый блок соединен с соседними блоками необходимыми связями и использует общие замыкающие функции и коэффициенты.

С помощью расчетного кода было произведено мо-

делирование экспериментов, проведенных при различных схемных решениях стенда ГЕ-2. На первом этапе работы было проведено моделирование гидравлических процессов в системе ГЕ-2 в условиях холодной проливки на воздухе.

Рис. 14. Расходная характеристика стенда ГЕ-2 при "холодной" проливке; 1 - эксперимент, 2 - расчет.

На рис. 14. приведена расходная характеристика стенда ГЕ-2 в эксперименте НСТ-117 в сравнении с характеристикой, рассчитанной по коду МАСТЕР-2. Расчетная расходная характеристика удовлетворительно совпадает с экспериментальной, процессы перехода расхода со ступени на ступень смоделированы достаточно точно.

"Горячие" эксперименты, выполненные при проектной схеме стенда ГЕ-2, отличались чрезвычайной нестабильностью расхода воды, частыми остановками исте-

чения. Качественное моделирование этих опытов проводилось с использованием расчетных блоков кода МАСТЕР-2. Полученные результаты были использованы для анализа экспериментов и выяснения причин неработоспособности стенда. В качестве граничного условия задавалось давления пара от источника Ро =1,6 МПа. Начальными условиями являлось давление в баках.

На рис. 15. показаны результаты сравнения экспериментальных и расчетных данных по расходу на стенде в эксперименте ННТ-125.

Рис. 15. Расходная характеристика стенда ГЕ-2 в эксперименте ННТ-125. а - эксперимент, б - расчет по коду МАСТЕР-2.

Как видно, расчетные зависимости достаточно точно предсказали характер изменения расхода из гидроемкостей. Наблюдается только небольшое смещение моментов прекращения расхода по времени, что могло быть вызвано изменением давления пара от ТЭЦ, которое в расчете принималось постоянным.

На основании полученных результатов можно сказать, что код МАСТЕРКЕ качественно верно описывает нестабильную работу стенда ГЕ-2 при проектной гидравлической схеме.

В основу итоговой версии кода легли расчетные зависимости, полученные как путем решения дифференциальных уравнений, так и эмпирические выражения. Для получения некоторых замыкающих соотношений были использо-

ваны результаты экспериментов, проведенных не только на стенде ГЕ-2, но и на модельных экспериментальных установках

Исходными данными для расчета по коду являлись давление в точках входа в систему гидроемкостей и на выходе из нее, а также параметры среды (плотность и паросодержание) на входе в ГЕ-2.

Давление пара в гидроемкости РГЕ рассчитывалось из уравнения состояния:

(2)

где Му и Уу-масса и объем пара в гидроемкости, Я - газовая постоянная, 7х - температура насыщения. Изменение массы и объема пара в верхнем баке вычислялись по следующим балансным соотношениям:

(3)

(4)

где Gy - приток пара по паровой линии из нижних баков, Gc<mi - расход пара на конденсацию в объеме и на поверхности воды в гидроемкости, GCOn2 -расход пара при конденсации на металлических стенках верхнего бака, G/ -расход жидкости из гидроемкости, рр - плотность жидкости в верхнем баке при начальных условиях.

Расход пара в паровой линии GV вычислялся по перепаду давлений на паровой линии, с использованием известной величины гидравлического сопротивления паропровода. Величина расхода пара на конденсацию в объеме и на поверхности жидкости в гидроемкости Gconi и GCOn2 задавалась в виде двух эмпирических зависимостей, полученных в результате обработки опытных данных. Для вычисления расхода пара при конденсации на металлических стенках гидроемкости Gcm2 была решена задача нагрева плоской тонкой пластины.

Для расчета профилированного расхода жидкости на стенде была рассмотрена система параллельных трубопроводов слива, соединяющих верхний и нижние баки. Для различных сечений установки были написаны уравнения Бернулли. Решением системы уравнений для п трубопроводов слива было получено выражение для расчета профилированного массового расхода жидкости:

(5)

где множитель к„ учитывает наличие расхода воды в /'-той сливной линии. Результаты экспериментов, проведенных после изменения гидравлической схемы стенда ГЕ-2, послужили основой для верификации итоговой версии кода МАСТЕР-2. Значения давлений в точках входа в систему и на выходе из нее для расчета каждого опыта были взяты непосредственно из соответствую-

щего файла экспериментальных данных. Наибольший интерес представляло описание кодом неравновесных процессов теплообмена, наблюдаемых при запуске системы.

На рис. 16. показано сравнение результатов расчета по коду МАСТЕР-! с экспериментальными данными для эксперимента ННТ-577.

Рис. 16. Изменение параметров стенда ГЕ-2 на начальном этапе работы. Эксперимент ННТ-577; а - расход, б - давление в гидроемкости; 1 - эксперимент, 2 - расчет.

На графиках приведены значения расхода и давления в первые 80 секунд работы системы. Видно удовлетворительное соответствие расчетов с опытными кривыми давления и расхода. Время выхода системы на проектный расход определено с достаточной точностью.

Кроме расчета параметров стенда ГЕ-2 на начальной стадии, было проведено моделирование расходной характеристики на основном этапе работы системы пассивного залива.

На рис. 17. показаны расчетная и экспериментальная расходные характеристики стенда для опыта ННТ-577, проведенного при окончательной гидравлической схеме системы. Расчетная расходная характеристика удовлетворительно совпадает с экспериментальной, причем расчет воспроизводит все низкочастотные колебания и "пики" расхода, вызванные колебаниями или резкими скачками давления в нижних баках.

Таким образом, результаты проведенной верификации позволяют сделать заключение, что математические модели, заложенные в расчетный код МАСТЕР-Е, с достаточной точностью описывают процессы теплообмена, происходящие в системе ГЕ-2, как при запуске системы, так и на основном этапе работы.

Рис. 17. Расходная характеристика стенда ГЕ-2. Эксперимент ННТ-577; 1 - эксперимент, 2 - расчет.

Так как теплогидравлический стенд ГЕ-2, на котором проводилась верификация кода, является полнонивелирным, то для расчета реальной системы ГЕ-2 необходима только корректировка геометрических размеров гидроемкостей, заложенных в код МАСТЕР-Е, как константы. Все остальные блоки расчетного кода полностью применимы для определения параметров работы системы пассивного залива ГЕ-2 в схеме АЭС с реактором ВВЭР-1000

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ

РАБОТЫ

Проведена комплексная расчетно-экспериментальная работа по исследованию теплогидравлических процессов в обоснование работоспособности системы пассивного залива активной зоны реактора ВВЭР из гидроемкостей второй ступени на крупномасштабном стенде ГЕ-2 и модельных установках.

1. Разработана методика исследования нестационарных процессов теплообмена, имеющих место в системе пассивного залива, на крупномасштабном теп-логидравлическом стенде ГЕ-2 и модельных экспериментальных установках.

2. Опыты, проведенные на экспериментальных установках "Модель гидроемкости" и "Модель паропровода" позволили изучить процессы нестационарного взаимодействия пара и недогретой воды при опорожнении вертикального трубопровода, возникающие во время запуска системы ГЕ-2.

3. Показано, что механизм излива воды во встречный поток пара существенно отличается от истечения в воздух. Выявлены характерные черты процесса и получена полуэмпирическая зависимость, описывающая опорожнение заглушённых вертикальных труб в пар.

4. Проведенные расчеты показали, что время опорожнения участка паровой линии системы ГЕ-2, необходимое для открытия обратного клапана на линии слива, значительно превышает отведенные на запуск системы пассивного залива 100 с. Для сокращения времени выхода системы на проектный расход были выработаны технические решения, позволившие исключить вялотекущие процессы опорожнения паровой линии при запуске системы ГЕ-2.

5. В ходе выполнения экспериментов на стенде ГЕ-2 ГНЦ-РФ ФЭИ установлено, что теплогидравлические процессы взаимодействии пара и недогретой воды, на которых основана работа системы пассивного залива ГЕ-2, оказывают негативное воздействие на время запуска системы и на выдачу профилированного расхода воды.

6. В результате проведения экспериментальных исследований выработаны технические решения по изменению конструкции системы ГЕ-2, реализация которых обеспечила работоспособность установки. В ходе экспериментов, выполненных при окончательной гидравлической схеме системы, время выхода стенда на проектный расход составило -60 с, расходная характеристика стенда соответствовала проектной, величина расхода плавно изменялась при переходе со ступени на ступень.

7. Для численного моделирования теплогидравлических процессов в системе ГЕ-2, в рамках программы обоснования проектных функций системы пас-

сивного залива, разработан код MACTEP-Z. Проведена верификация кода по экспериментам на крупномасштабном стенде ГЕ-2 и модельных установках. Полученные результаты показали удовлетворительное совпадение расчетов по коду с экспериментальными данными.

8. Комплексные исследования теплогидравлических процессов и конструктивные изменения гидравлической схемы позволили доказать работоспособность системы ГЕ-2 в проекте реактора ВВЭР-1000 с РУ В-392.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Код «MACTEP-E» - моделирование аварийного слива теплоносителя в реактор / А.Д. Ефанов, С.Г. Калякин, А.В. Морозов и др. // Тезисы докладов отраслевой конференции «Теплофизика-2001», 28-31 мая 2001 г. -Обнинск, 2001.-С. 168-169.

2. Климанова Ю.В., Морозов А.В. Обоснование расходной характеристики стенда ГЕ-2 с помощью расчетного кода «МАСТЕР» // Тезисы докладов отраслевой конференции «Теплофизика-2001», 28-31 мая 2001 г. - Обнинск, 2001.-С. 170-171.

3. Обоснование проектной функции системы пассивного залива второй ступени на крупномасштабном стенде / А.Д. Ефанов, О.В. Ремизов, А.В. Морозов и др. // Сборник трудов 2-ой Всероссийской научно-технической конференции "Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР" - Подольск, 2001. -Том 5.-С. 116-124.

4. Морозов А.В. Экспериментальное исследование начальных процессов в системе пассивного залива активной зоны нового российского проекта АЭС // Труды Международного молодежного ядерного конгресса -IYNC2002, 16-20 апреля 2002 г. - Дайджон, Республика Корея, 2002. - С. 93 (на английском языке).

5. Морозов А.В., Ремизов О.В., Цыганок А.А. Экспериментальное исследование гидравлических характеристик процесса истечения воды во встречные потоки газовых сред в вертикальной заглушённой трубе. Препринт ФЭИ-2929. - Обнинск, 2002.

6. Морозов А.В., Ремизов О.В., Цыганок А.А. Истечение воды во встречный поток пара в вертикальной заглушённой трубе при ее опорожнении. Препринт ФЭИ-2931. - Обнинск, 2002.

7. Морозов А.В., Ремизов О.В., Цыганок А.А. Взаимодействие насыщенного пара с холодной водой при истечении в замкнутом объеме. Препринт ФЭИ-2941. - Обнинск, 2002.

8. Экспериментальное исследование процесса истечения воды во встречный поток пара в вертикальной заглушённой трубе / С.Г. Калякин, О.В. Ремизов, А.В. Морозов и др. // Труды Третьей Российской Национальной Конференции по теплообмену, МЭИ. - М., 2002. - Том 4. - С. 272-275.

9. Ремизов О.В., Морозов А.В. Распространение импульса давления в неравновесных двухфазных средах // Труды Третьей Российской Нацио-

нальной Конференции по теплообмену, МЭИ. - М., 2002. - Том 5. - С. 9193.

10.Калякин С.Г., Ремизов О.В., Морозов А.В. Современные разработки пассивных систем охлаждения активной зоны для новых проектов АЭС // Тезисы докладов третьего международного конгресса Энергетика-3000, 2123 октября 2002 г. - Обнинск, 2002. - С. 55-57.

11.Экспериментальное обоснование расходной характеристики пассивной системы залива ГЕ-2 и оптимизация конструкции гидроемкостей / Г.С. Таранов, О.В. Ремизов, А.В. Морозов и др. // Сборник трудов АЭП. Выпуск 4. 2003. С. 3-8

12.Морозов А.В., Ремизов О.В., Цыганок А.А. Температурные поля и скорость истечения холодной воды во встречный поток пара в модели паропровода пассивной системы охлаждения активной зоны. Препринт ФЭИ-2965.-Обнинск, 2003.

13.Экспериментальное обоснование системы пассивного залива ГЕ-2 на крупномасштабном теплогидравлическом стенде / С.Г. Калякин, О.В. Ремизов, А.В. Морозов и др. Препринт ФЭИ-2966. - Обнинск, 2003.

И.Морозов А.В., Климанова Ю.В. Численное моделирование теплогидрав-лических процессов в системе пассивного залива активной зоны ГЕ-2 с помощью расчетного кода MACШP-Z // Труды XIV Школы-семинара молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева, Издательство МЭИ. - М., 2003. - Том 2. - С.180-183.

15.Экспериментальное обоснование расходной характеристики пассивной системы залива реактора ГЕ-2 и оптимизация конструкции гидроемкостей / А.Д. Ефанов, С.Г. Калякин, А.В. Морозов и др. // Сборник трудов 3-ей научно-технической конференции "Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР" - Подольск, 2003. -Том 6.- С. 168-172.

16.Обоснование проектных функций системы пассивного залива ГЕ-2 усовершенствованного проекта АЭС с реактором ВВЭР / С.Г. Калякин, О.В. Ремизов, А.В. Морозов и др. // Известия вузов. Ядерная энергетика. 2003. №2. С. 94-101.

17. Верификация расчетного кода MACTEP-Z по результатам экспериментов на крупномасштабном теплогидравлическом стенде ГЕ-2 / О.В. Ремизов, Ю С. Юрьев, А.В. Морозов и др. // Известия вузов. Ядерная энергетика. 2003. №2. С. 102-109.

Подписано к печати 02.02.2004 г. Формат 60x84 1/16. Усл.пл.0,7. Уч.-издл. 1,5.

_Тираж 50 экз. Заказ № №_

Отпечатано в ОНТИ методом прямого репродуцирования с оригинала автора. 249033, Обнинск Калужской обл., ФЭИ.

í-6937

Введение.

Глава 1. Современное состояние систем пассивного залива активной зоны и пути их дальнейшего развития.

1.1. Классификация систем пассивного залива активной зоны.

1.2. Системы пассивного залива АЗ действующих АЭС.

1.3. Системы пассивного залива АЗ разрабатываемых АЭС.

1.4. Система пассивного залива реактора ВВЭР-1000 с РУ В-392.

1.4.1. Система гидроемкостей первой ступени.

1.4.2. Система гидроемкостей второй ступени.

1.4.2.1. Особенности теплогидравлических процессов в системе ГЕ

1.5. Постановка задачи.

Выводы по главе 1.

Глава 2. Экспериментальное оборудование и методика проведения опытов.

2.1. Моделирование процессов в системе ГЕ-2.

2.2. Крупномасштабный теплогидравлический стенд ГЕ-2.

2.2.1. Моделъностъ крупномасштабного стенда ГЕ-2 по отношению к реальной системе.

2.2.2. Граничные условия для модели системы ГЕ-2.

2.2.3. Технологическая схема и основное оборудование стенда ГЕ-2.

2.2.4. Система автоматизированного измерения и сбора основных параметров стенда.

2.2.5. Оценка точности измерений.

2.2.6. Методика проведения экспериментальных исследований на крупномасштабном стенде.

2.3. Экспериментальная установка "Модель гидроемкости".

23Л. Описание экспериментальной установки.

2.3.2. Методика экспериментальных исследований.

2.4. Экспериментальная установка "Модель паропровода".

2.4.1. Схема экспериментальной установки.

2.4.2. Конструкция рабочих участков.

2.4.3. Методика проведения экспериментов.

Выводы по главе 2.

Глава 3. Экспериментальное исследование процессов в системе ГЕ-2 на модельных экспериментальных установках.

3.1. Проведение исследований на экспериментальной установке "Модель гидроемкости".

3.2. Изучение процесса истечения воды на экспериментальной установке "Модель паропровода".

3.2.1. Эксперименты на рабочих участках РУ-1000/50 и РУ-3000/50.

3.2.1.1. Гидродинамические характеристики истечения.

3.2.1.2. Температура двухфазного потока на выходе из рабочего участка.

3.2.1.3. Температурные поля внутри рабочего участка.

3.2.2. Эксперименты на рабочем участке РУ-1000/98.

3.2.2.1; Гидродинамические характеристики истечения недогретой воды во встречный поток пара.

3.2.2.2. Пульсации температуры на выходе из рабочего участка.

3.2.2.3. Измерение температурных полей в рабочем участке.

3 .3. Обобщение полученных экспериментальных данных и физическая модель процесса истечения недогретой воды во встречный поток пара.

3 .4; Анализ полученных результатов и выработка рекомендаций по уменьшению времени выхода системы ГЕ-2 на проектный расход.

Выводы по главе 3.

Глава 4. Эксперименты на крупномасштабном стенде ГЕ-2.

4.1. Изучение влияния нестационарных теплогидравлических процессов в гидроемкостях на время выхода системы ГЕ-2 на проектный расход.

4.1.1. Эксперименты с диаметром паровой линии 50 мм.

4.1.2. Проведение опытов с диаметром паровой линии 100 мм.

4.1.3. Результаты экспериментов с установленными в гидроемкости внутрикорпусными устройствами.

4.2. Исследование расходной характеристики системы ГЕ-2 при различных вариантах гидравлической схемы.

4.2.1. Эксперименты с внешним профилирующим коллектором.

4.2.1.1. Опыты с двумя параллельно соединенными гидроемкостями.

4.2.1.2. Результаты экспериментов с одной гидроемкостью.

4.2.2. Проведение опытов с внутренним профилирующим коллектором.

4.3. Выработка технических предложений по изменению гидравлической схемы системы ГЕ-2.

Выводы по главе 4.

Глава 5. Численное моделирование теплогидравлических процессов в системе пассивного залива активной зоны ГЕ-2.

5.1. Общие принципы построения расчетного кода МАСТЕР-Е.

5.2. Расчетное моделирование экспериментов, проведенных при проектной схеме стенда ГЕ-2. щ. 5.2.1. Расходная характеристика стенда при • "холодной" проливке.

5.2.2. Качественное моделирование теплогидравлических процессов на стенде в экспериментах с паром.

5.2.3. Верификация блока гидравлического расчета в "горячих" экспериментах.

5.2.4. Моделирование работы обратного клапана в сливной линии.

5.3. Основные расчетные зависимости, заложенные в итоговую версию кода щ МАСТЕР-Е.

5.4. Верификация расчетного кода по результатам экспериментов, выполненных после изменения схемы стенда ГЕ-2.

5.4. L Начальный этап работы системы.

5.4.2. Моделирование расходной характеристики стенда.

5.5. Перенос расчетных моделей на систему пассивного залива ГЕ-2 АЭС с реактором ВВЭР-1000.

Выводы по главе 5.

Одним; из направлений повышения безопасности АЭС является их ориентация на пассивные системы, не требующие вмешательства персонала при потенциально! опасных проектных авариях. Этот подход, соответствующий современным мировым тенденциям развития атомной энергетики, реализуется в концепции, безопасности АЭС ВВЭР-1000 с реакторной установкой В-392[1].

Реакторная установка В-392 является модернизацией широко применяющейся на действующих АЭС с реакторами ВВЭР-1000 установки В-320, которые успешно эксплуатируются в течение длительного времени. Однако в данном проекте в отличие от действующих АЭС предусматриваются новые концептуальные решения, направленные на повышение показателей безопасности. Принципиальным моментом является оснащение АЭС с РУ В-392 набором пассивных систем, обеспечивающих останов, расхолаживание реактора и длительный отвод остаточного тепла (как при плотном контуре, так и при его разгерметизации) и не требующих при функционировании вмешательства оператора, а также подачи энергии извне в течение 24 часов [2].

Одной из таких систем является новая система пассивного залива; активной зоны из гидроемкостей второй ступени (СПЗАЗ ГЕ-2), которая совместно с системой пассивного отвода тепла (СПОТ) служит для преодоления запроектных аварий с полной потерей всех источников переменного тока и течах первого контура.

Особенностью данной системы является; отсутствие азотной подушки в верхней части гидроемкостей. Истечение охлаждающей жидкости из системы происходит под действием давления пара из первого контура, который начинает поступать в верхнюю часть системы ГЕ-2 через трубопроводы, подключенные к холодным ниткам главного циркуляционного < контура в зоне непосредственной близости к коллекторам парогенератора после падения давления в реакторе ниже 1;6 МПа [3].

Наличие процессов нестационарного взаимодействия ;■ пара и недогретой воды могут вызвать нестабильную работу системы пассивного залива, как на стадии запуска, так и во время дальнейшей работы;

Поэтому по заказу разработчика системы ГЕ-2 - ФГУП "Атомэнергопроект" (г. Москва) в ГНЦ РФ-ФЭИ была исследована работа системы пассивного залива активной зоны из гидроемкостей второй ступени.

Цель работы - проведение комплексных расчетно-экспериментальных исследований процессов теплообмена, направленных на обоснование проектных функций системы ГЕ-2 усовершенствованного проекта АЭС с реактором ВВЭР-1000, выработка технических решений, необходимых для обеспечения работоспособности системы пассивного залива активной зоны из гидроемкостей второй ступени, а также численное моделирование теплогидравлических процессов в системе ГЕ-2.

Актуальность поставленных и решаемых в процессе исследования задач вытекаетиз необходимости повышения безопасности разрабатываемых АЭС нового поколения, что достигается широким использованием специальных систем, функционирование которых основано на пассивных принципах. Одной из таких систем является СПЗАЗ ГЕ-2, предназначенная для ликвидации запроектных аварий с полной потерей всех источников переменного тока при течах первого контура. Обоснование работоспособности данной системы позволит использовать ее в проекте АЭС ВВЭР-1 ООО с РУ В-392, тем самым, повысив уровень безопасности данной реакторной установки.

Научная новизна работы:

- получены экспериментальные результаты влияния нестационарных процессов взаимодействия пара и недогретой • воды на расход из системы гидроемкостей, возникающий под давлением паровой подушки;

- впервые обнаружено существенное различие в механизмах истечения воды во встречные потоки конденсирующихся и неконденсирующихся газовых сред при исследовании опорожнения вертикальной заглушённой сверху трубы;

- получена полуэмпирическая зависимость для расчета времени опорожнения труб при истечении воды в пар.

Практическая ценность работы состоит в том, что предложены обоснованные технические решения для обеспечения работоспособности системы пассивного залива активной зоны, которые включены в проект системы пассивного залива ГЕ-2, реализуемый при строительстве АЭС с реактором ВВЭР-1000.

Автор защищает:;

- комплекс технических решений, позволивший добиться работоспособности системы ГЕ-2;

- результаты экспериментального исследования системы пассивного залива ГЕ-2 на модельных экспериментальных установках и крупномасштабном стенде;

- предложенный, механизм истечения воды из заглушённых вертикальных труб во встречный поток пара и формулу расчета скорости опорожнения;

- результаты - численного моделирования теплогидравлических процессов в системе ГЕ-2 с помощью кода МАСТЕР-Е.

Апробация работы:

Основные результаты диссертации докладывались на: Третьей Российской1 национальной Конференции по теплообмену, Москва, 2002; 2-ой: и 3-ей научно-технических конференциях "Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР", Подольск, 2001, 2003; отраслевой- конференции Теплофизика-2001, Обнинск, 2001; Международном ? Молодежном Ядерном Конгрессе (ПГМС-2002),, Дайджон, Республика Корея, 2002; XIV Школе-семинаре молодых ученых и специалистов1 под руководством академика РАН А.И. Леонтьева, Рыбинск, 2003; а также на отраслевом семинаре по пассивным системам безопасности АЭС, Обнинск, 2002.

Всего по теме диссертации было опубликовано 17 работ.

Достоверность основных научных положений и выводов обеспечивается воспроизводимостью результатов экспериментов, использованием на крупномасштабном стенде ГЕ-2 и модельных стендах современных методик исследований и метрологически аттестованных приборов.

Личный вклад автора:

Автор как исполнитель пригашал непосредственное участие на всех этапах работ, положенных в основу представленной диссертации: разработка методики проведения исследований; наладка и подготовка стендового оборудования; выполнение экспериментов на модельных экспериментальных установках и крупномасштабномг стенде ГЕ-2; обработка опытных данных и выработка на основании их анализа технических решений, позволивших добиться работоспособности системы ГЕ-2; получение расчетных зависимостей, положенных в основу кода МАСТЕР-Е.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников из 97 наименований. Работа представлена на 159 страницах и содержит 47 рисунков и 5 таблиц.

Выводы по главе 5.

Для численного моделирования теплогидравлических процессов в системе ГЕ-2, в рамках программы обоснования проектных функций системы пассивного залива, бьш разработан расчетный код МАСТЕР-Е.

Особенностью данного кода является его непосредственная привязка к гидравлической схеме системы ГЕ-2, что выражается в насыщении исходных данных конструктивными, проектными параметрами системы.

Код описывает процессы, происходящие при работе системы ГЕ-2 не в виде дифференциальных уравнений, а в виде их решений - формул и соотношений.

С помощью кода МАСТЕР-Е бьшо вьшолнено качественное моделирование процессов теплообмена на стенде ГЕ-2, выполненном по проектной схеме.

Также на основании результатов экспериментов, проведенных при проектной • схеме стенда, была проведена верификация некоторых расчетных блоков кода. Бьшо показано, что заложенные в них зависимости применимы к использованию даже в нестабильных условиях этих опытов.

В основу итоговой версии кода легли расчетные зависимости, полученные как путем решения дифференциальных уравнений, так и эмпирические выражения. Для получения некоторых замыкающих соотношений были использованы результаты экспериментов, проведенных не только на стенде ГЕ-2, но и на модельных экспериментальных установках

По результатам экспериментов на крупномасштабном теплогидравлическом стенде ГЕ-2, выполненных при его измененной схеме, была проведена верификация последней версии кода.

Полученные результаты показали удовлетворительное совпадение результатов расчетов по коду МАСТЕР-Е с экспериментальными данными. Это относится как к гидравлической характеристике в целом, так и к расчету начального этапа работы системы.

Заключение

Проведена комплексная расчетно-экспериментальная работа по исследованию теплогидравлических процессов в обоснование работоспособности системы пассивного залива активной зоны реактора ВВЭР из гидроемкостей второй ступени на крупномасштабном стенде ГЕ-2 и модельных установках.

1. Разработана методика исследования нестационарных процессов теплообмена, имеющих место в системе пассивного залива, на крупномасштабном тепло-гидравлическом стенде ГЕ-2 и модельных экспериментальных установках.

2. Опыты, проведенные на экспериментальных установках "Модель гидроемкости" и "Модель паропровода" позволили детально изучить процессы 1 нестационарного взаимодействия пара и недогретой воды в вертикальном трубопроводе, возникающие при запуске системы ГЕ-2 и доказать их отрицательное влияние на работоспособность системы.

3: Предложенные технические меры позволили добиться исключения по добных явлений при запуске реальной системы пассивного залива.

4. Конструкция крупномасштабного стенда ГЕ-2 и эксперименты по разработанной методике с выполнением на стенде рассчитанных граничных условий по давлению и паросодержанию, позволили обеспечить модельность данной экспериментальной установки по отношению к : натурной системе ГЕ-2.

5. В ходе выполнения экспериментов; на стенде ГЕ-2 ГНЦ-РФ ФЭИ в "холодных" и "горячих" условиях установлено, что процессы теплообмена при взаимодействии пара и недогретой воды, на которых основана работа системы пассивного залива ГЕ-2, оказывают негативное воздействие на время запуска системы и на выдачу профилированного расхода воды.

6. В результате проведенной программы экспериментальных исследований выработаны технические решения по изменению конструкции системы ГЕ-2, реализация которых обеспечила работоспособность установки:

- отказ от наличия параллельно соединенных сосудов в системе;

- увеличение диаметра паровой линии с 50 до 100 мм;

- размещение профилирующего расход жидкости коллектора внутри напорного бака;

- ввод пара в гидроемкость через раздающий коллектор;

- установка в верхней части напорного бака дырчатого листа, отсекающего объем ~1,6 м3 и имеющего пористость ~7%.

7. В ходе экспериментов, выполненных при окончательной гидравлической схеме системы, время выхода стенда на проектный расход составило ~60 е., расходная характеристика стенда соответствовала проектной, величина расхода плавно изменялась при переходе со ступени на ступень.

8. Для численного моделирования теплогидравлических процессов в системе ГЕ-2, в рамках программы обоснования проектных функций системы пассивного залива, разработан код МАСТЕР-Х.

9. Проведена верификация кода по экспериментам на крупномасштабном стенде ГЕ-2 и модельных установках. Полученные результаты показали удовлетворительное совпадение расчетов по коду МАСТЕР-2 с экспериментальными данными.

10. Комплексные исследования теплогидравлических процессов и конструктивные изменения гидравлической схемы позволили доказать работоспособность системы ГЕ-2 в проекте реактора ВВЭР-1000 с РУ В-392.

1. Драгунов Ю.Г., Денисов В.П: Реакторные установки ВВЭР для атомной энергетики. М.: ИздАТ, 2002 г.

2. Букин Н. В., Борисов Л.Н., Громов А Л. Влияние пассивных систем на протекание типичных запроектных аварий РУ В-392 // Сборник трудов 2-ой Всероссийской научно-технической конференции "Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР", Подольск, 2001;

3. Экспериментальное обоснование расходной характеристики пассивной системы залива реактора ГЕ-2 и оптимизация конструкции гидроемкостей / А.Б. Мальппев, В.М. Беркович, Г.С. Таранов и др. // Сборник трудов АЭП. Выпуск 4. 2003. С. 3-8.

4. Самойлов О.Б., Усынин Г.Б., Бахметьев A.M. Безопасность ядерных энергетических установок. М.: Энергоатомиздат, 1989.

5. Кириллов П.Л., Богословская Г.П. Тепломассообмен в ядерных энергетических установках: Учебник для вузов. М:: Энергоатомиздат, 2000.

6. Ядерные энергетические установки / Б.Г. Ганчев, Л.Л. Калишевский, Р.С. Де-мешев и др.; Под общ. ред. акад. Н.А. Доллежаля. М.: Энергоатомиздат, 1983.

7. Validation Matrix for the Assessment of Thermal-hydraulic Codes for VVER LOCA and transients. // A Report by the OECD Support Group on the VVER Thermal-Hydraulic Code Validation Matrix, July 2000.

8. Петухов Б.С., Генин Л.Г., Ковалев C.A. Теплообмен в ядерных энергетических установках: Учеб. пособие для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1986.

9. Westinghouse Worldview, №1, January 2001, pp. 8-11.

10. Draft Regulatory Guide, Safety Analysis of CANDU Nuclear Power Plants, C-006 (Rev. 1) (E), September 1999.

11. Heavy Water Reactors: Status and projected development, Technical Report Series No. 407. Vienna: International Atomic Energy Agency, 2002.

12. S.N. Tower, T.L. Schulz, R.P. Vijuk Passive and simplified system features for the advanced Westinghouse 600 MWe PWR // Nuclear Engineering and Design 109, 1988, pp. 147-154.

13. A Y. Lafi, J.N. Reyes. Two-inch cold leg break tests in APEX and ROSA/AP6OO (comparative study). // Proceedings of Ninth International Topic Meeting in Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-9),, San Francisco, California, October 3-8, 1999.

14. R. Munther, Heikki Kalli. J. Kouhia. Condensation during gravity driven ECC: experiments with PACTEL. // Proceedings of Seventh International Topic Meeting in Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-7)

15. T.L. Schulz, D. Joynson, R. Mayson Ability of AP600 to meet UK licensing requirements // Proceedings of ICONE 8, 8th International Conference on Nuclear Engineering, April 2-6, 2000, Baltimore, MD USA, ICONE-8514.

16. W.E. Cummins, R.F. Wright, T.L. Schulz AP 1000 status overview//Proceedings of ICONE 9:9th International Conference on Nuclear Engineering, April 8-12, 2001; Nice, France, ICONE-9516.

17. T.L. Schulz, R.M. Kemper, A.F. Gagnon API000 passive safety system design and analysis // Proceedings of ICONE 9:9th International Conference on Nuclear Engineering, April 8-12, 2001, Nice, France, ICONE-9581.

18. C.K. Paulson Westinghouse AP 1000 advanced plant simplification results, measures, and benefits // Proceedings of ICONE 10:10th International Conference on Nuclear Engineering, April 14-18, 2002, Arlington, VA, ICONE-22784.

19. T.L. Schulz Levels of defense in European Passive Plant // Proceedings of ICONE 8, 8th International Conference on Nuclear Engineering, April 2-6, 2000, Baltimore, MD USA, ICONE-8511:

20. K.J. King, G. Saiu, H. Kallio European passive plant (EP1000) design status // Proceedings of ICONE 9:9th International Conference on Nuclear Engineering, April 8-12, 2001, Nice, France, ICONE-9564.

21. T.L. Schulz, G. Saiu, M. Frogheri. EP1000 shutdown safety evaluation. // Proceedings of ICONE 9:9th International Conference on Nuclear Engineering, April 8-12, 2001, Nice, France, ICONE-9580.

22. R.F. Wright, D.A. Wiseman, H. Tabata et al. A 1200 MWe simplified pressurized water reactor // Proceedings of IGONE 5:5 International Conference on Nuclear Engineering, May 26-30, 1997, Nice, France, ICONE-2037.

23. R:P. Vijuk, P. Labourey, G. Saiu et al. European passive plant (EP1000) design status // Proceedings of IGONE 8:8th International Conference on Nuclear Engineering, April 2-6, 2000, Baltimore, MD, USA, ICONE-8324.

24. Insik Kim, Dong-Su Kim. APR1400 evolutionary Korean next generation // Proceedings of ICONE 10:10th International Conference on Nuclear Engineering, Aprils14.18; 2002, Arlington, VA, ICONE-22441.

25. J. Cleveland, J. Kupitz, T. Pedersen et al. The role of the IAEA in advanced technologies for LWRs and HWRs. // Proceedings of ICONE 5:5th International Conference on Nuclear Engineering, May 26-30, 1997, Nice, France, ICONE-2171.

26. T. Ichimura, S. Ueda, S. Saito et al. Design verification of the advanced accumulator for the APWR in Japan // Proceedings of ICONE 8:8th International Conference on Nuclear Engineering, April 2-6, 2000, Baltimore, MD, USA, ICONE-84353.

27. P.E: Juhn, J. Kupitz, J. Cleveland et all IAEA activities on passive safety systems and overview of international development // Nuclear Engineering and Design 201, 2000, pp. 41-59.

28. Yonezo Tujikura, Toshihiro Oshibe, Kazuo Kijima et al. Development of passive safety systems for next generation PWR in Japan Nuclear Engineering and Design 201, 2000, pp. 61-70.

29. Nitta Takashi, Tanaka Toshihiko et al. Development of next generation PWR (APWR+) // Proceedings of ICONE 9:9th International Conference on Nuclear Engineering, April 8-12, 2001, Nice, France, ICONE-9173:

30. D. Neumann. The passive safety systems of the SWR 1000 // Proceedings of ICONE 9:9th Internationali Conference on Nuclear Engineering, April 8-12, 2001, Nice, France, ICONE-9851.

31. J. Kupitz, J. Cleveland! Global: trends in advanced reactor developments, and'the role of the IAEA, // Proceedings of IYNC2000: International Youth Nuclear Congress, April 9-14, 2000, Bratislava, Slovakia.

32. A. Kakodkar, R.K. Sinha, M.L. Dhawan General description of advanced heavy water reactor, Evolutionary Water Cooled Reactors: Strategic Issues, Technologies and Economic Viability, IAEA-TECDOC-1117, IAEA, Vienna, 1999, pp 569-584.

33. Методические особенности: обоснования пассивных систем безопасности АЭС с ВВЭР-640 / А.М. Афров, В.В. Безлепкин, И.В. Кухтевич и др. // Теплоэнергетика. 1996. №11. С. 16-21.

34. Исследования процессов отвода остаточного тепла ВВЭР-640 в авариях с потерей теплоносителя первого контура / С.Н. Волкова, В.К. Ефимов, Ю.Н. Илюхин и др. // Теплоэнергетика; 1996. №11. С. 6-11.

35. Аварийное расхолаживание ВВЭР-640 через бассейн на заключительной стадии аварий с потерей теплоносителя I контура / А.Н; Ковалев, В.В. Кутьин, С.Н. Волкова, Ю.А. Мигров // Теплоэнергетика. 1999. №3. С. 28-32.

36. Оптимизация проектных решений по безопасности и экономике для энергоблоков АЭС с реактором ВВЭР нового поколения /В.Н. Крушелыгацкий,

37. B.М. Беркович, Ю.В. Швыряев и др. // Сборник трудов АЭП. Выпуск 2. 2001.1. C. 18-28.

38. А.V. Morozov Experimental Investigation of Start-up Processes in System of the Core Passive Reflooding for New Russian NPP projects, Transactions of International Youth Nuclear Congress IYNC2002, Daejon, Republic of Korea, April 1620, 2002, p. 93.

39. Морозов А.В., Ремизов О.В. Распространение импульса давления в неравновесных двухфазных средах // Труды Третьей Российской Национальной конференции по теплообмену, МЭИ; М., 2002. - Том 5. - С.91-93.

40. Морозов А.В., Ремизов О.В., Цыганок А.А. Экспериментальное исследование гидравлических характеристик процесса истечения воды во встречные потоки газовых сред в вертикальной заглушённой трубе. Препринт ФЭИ-2929. Обнинск, 2002.

41. Морозов А.В., Ремизов О.В., Цыганок А.А. Взаимодействие насыщенного пара с холодной водой при истечении в замкнутом объеме; Препринт ФЭИ-2941. Обнинск, 2002.

42. Морозов А.В:, Ремизов О.В., Цыганок А.А. Истечение воды во встречный поток пара в вертикальной заглушённой трубе при ее опорожнении. Препринт ФЭИ-2931. Обнинск, 2002.

43. Морозов А.В:, Ремизов О.В., Цыганок А.А. Температурные поля и скорость истечения холодной воды во встречный поток пара в модели паропровода пассивной системы охлаждения активной зоны. Препринт ФЭИ-2965. Обнинск, 2003.

44. Сулацкий А.А., Юдов Ю.В, Бондарчик Б.Р. Особенности моделирования ограничения противоточного движения фаз в расчетном коде КОРСАР // Теплоэнергетика. 2002. №11. С. 36-41.

45. Уоллис F. Одномерные двухфазные течения. М.: Мир, 1972.

46. Гидродинамические характеристики двухфазных кольцевых противоточных потоков в вертикальных каналах / Ю.Н. Илюхин, Б.Ф. Валунов, Е.Л. Смирнов и др. // Теплофизика высоких температур. 1988. Т. 26. №5. С. 923-931.

47. Y. Chou, Р: Griffith. Admitting cold water into steam filed pipes without water hammer due to steam bubble collapse // Nuclear engineering and design 121,. 1990, pp. 367-378!

48. В. Aktas. Tracking interfaces in vertical two-phase flows // Proceedings of ICONEtb10:10 Internationale Conference on; Nuclear Engineering, April 14-18, 2002, Arlington, VA, ICONE10-22297.

49. S.G. Bankoff, R.S. Tankin, M.C. Yuen et al. Countercurrent flow of air/water and steam/water through a horizontal perforated plate // Heat and Mass Transfer, 1981, Vol: 24, №8, pp. 1381-1395.

50. Китанин Э Л., Юхнев А.Д., Харлссен Х.-П. Исследование процесса вытеснения газа из вертикальной трубы опускным потоком жидкости // Труды Третьей Российской Национальной конференции по теплообмену, МЭИ. М., 2002. - Том 5. - G.72-75.

51. Whalley Р.В: Two-phase flow during filling and emptying of bottles. International Journal of Multiphase Flow, 1991, Vol. 17, No.l; pp. 145-152.

52. Экспериментальное обоснование системы пассивного залива ГЕ-2 на крупномасштабном теплогидравлическом стенде / C.F. Калякин, О.В. Ремизов, А.В. Морозов и др. Препринт ФЭИ-2966. Обнинск, 2003.

53. Хазанов A.B., Смирнова Jl.JI. Исследование условий прекращения полной конденсации г пара при его барботаже через слой воды// Теплоэнергетика. 1983. №4: С. 67-68.

54. Костюк В.И. О механизме процесса конденсации струи пара в объеме жидкости // Теплоэнергетика. 1985. №12. С. 34-37.

55. Бакалеевский Ю.И., Чехович В.Ю. Конденсация затопленной паровой струи. -Теплопередача при кипении и конденсации. Новосибирск, Институт теплофизики, 1978.

56. Волошко А.А. Конденсация пара в недогретой жидкости // Теплоэнергетика. 1991: №5. С. 69-70.

57. В. Chen, Н. Zheng, J. Li. Influence of water sub-cooling on discharge characteristics in a water storage tank // Proceedings of ICONE 10:10th International Conference on Nuclear Engineering, April 14-18, 2002, Arlington, VA, ICONE10-22372.

58. Код «МАСТЕР-Е» моделирование аварийного слива теплоносителя в реактор / А.Д. Ефанов, С.Г. Калякин, A.B. Морозов и др. // Тезисы докладов отраслевой конференции «Теплофизика-2001», 28-31 мая 2001 г. - Обнинск, 2001.-С. 168-169.

59. Кпиманова Ю.В., Морозов A.B. Обоснование расходной характеристики стенда ГЕ-2 с помощью расчетного кода «МАСТЕР» // Тезисы докладов отраслевой конференции «Теплофизика-2001», 28-31 мая 2001 г. Обнинск, 2001.-С. 170-171.

60. Верификация расчетного кода МАСТЕР-Е по результатам экспериментов на крупномасштабном теплогидравлическом стенде ГЕ-2 / С.Г. Калякин, О.В. Ремизов, A.B. Морозов и др. // Известия вузов. Ядерная энергетика. 2003. №2. С. 102-109.