Верификация модели перемешивания теплоносителя в корпусе реактора по результатам экспериментов на 4-х петлевом стенде ФГУП ОКБ Гидропресс Подольск, 2007. - презентация

1 Верификация модели перемешивания теплоносителя в корпусе реактора по результатам экспериментов на 4-х петлевом стенде ФГУП ОКБ Гидропресс Подольск, 2007 М.А.Быков, Е.А.Лисенков, Ю.В.Беляев, В.Н.Ульяновский, Е.В.Сотсков, М.О.Закутаев

2 5-я международная научно-техническая конференция Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР Май 2007 г., Подольск 2 Содержание Постановка задачи Описание экспериментального стенда Описание расчетных кодов (ТРАП-КС, КОРСАР/ГП) Описание эксперимента Сравнение результатов эксперимента и расчетов Заключение

3 5-я международная научно-техническая конференция Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР Май 2007 г., Подольск 3 Постановка задачи При анализе проектных переходных и аварийных режимов РУ с возникновением асиметрии поля температур и/или концентрации бора на входе в активную зону возникает необходимость проведения расчета процесса перемешивания. При этом требуется получение информации об определяющих характеристиках этого процесса – интенсивности перемешивания в напорной и сборной камерах реактора. При анализе проектных переходных и аварийных режимов РУ с возникновением асиметрии поля температур и/или концентрации бора на входе в активную зону возникает необходимость проведения расчета процесса перемешивания. При этом требуется получение информации об определяющих характеристиках этого процесса – интенсивности перемешивания в напорной и сборной камерах реактора. Процесс перемешивания в реакторе характеризуется сложностью определения взаимного массообмена между потоками теплоносителя из петель при их слиянии на входе в реактор, а также при совместном протекании через напорную камеру, кассеты активной зоны и сборную камеру.

4 5-я международная научно-техническая конференция Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР Май 2007 г., Подольск 4 Описание экспериментального стенда Стенд моделирует РУ ВВЭР-1000: - модель реактора; - 4 петли; - компенсатор давления; - 4 циркуляционных насоса; Наименование параметраЗначение Число работающих насосов4 Максимальный расход теплоносителя через модель реактора, м 3 /ч1200 Максимальный расход теплоносителя в петле с работающим насосом, м 3 /ч300 Объем воды в модели реактора, м 3 0,888 Объем воды в стендовой петле, м 3 0,727 Объем воды в расширителе, м 3 0,28 Длина стендовой петли, м22,2 Длина расширителя на петле, м1,77 Диаметр трубопровода петли (внутренний), м0,168 Диаметр трубопровода расширителя (внутренний), м0,45 Основные исходные данные экспериментального стенда

5 5-я международная научно-техническая конференция Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР Май 2007 г., Подольск 5 Описание экспериментального стенда 1 – корпус, 2 – нижняя часть шахты реактора, 3 – шахта реактора, 4 – кассета, 5 – выгородка, 6 – зонды с кондуктометрическими датчиками на выходе днища шахты, 7 – датчики на патрубках Установка датчиков на модели реактора Y X петля 1 петля 2 петля 4 петля 3

6 5-я международная научно-техническая конференция Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР Май 2007 г., Подольск 6 Описание расчетного кода ТРАП-КС Динамика-97 Камера Камаз Расчет параметров первого и второго контуров Расчет процессов перемешивания однофазного теплоносителя в камерах реактора Расчет нейтронного поля и теплогидравлической обстановки в АЗ в трехмерном приближении Моделируется: Моделируется: - компенсатор давления; - система впрыска и отбора теплоносителя; - 4 петли (циркуляционный насос,парогенератор(5 участков ), горячая нитка(3 участка), холодная нитка(8 участков), напорная камера(6 участков), сборная камера(6 участков) ); Моделируется: - опускной участок напорной камеры (8 участков по длине, 20 по азимуту); - подъемный участок напорной камеры (5 участков по длине, 151 шестигранный канал); - СКР (20 секторов, 7 участков по длине) Моделируется: канал АЗ; - 8 каналов протечек; Т.к. стенд не обогреваемый, то в данном расчете нейтронная кинетика не моделируется.

7 5-я международная научно-техническая конференция Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР Май 2007 г., Подольск 7 Описание расчетного кода КОРСАР/ГП КОРСАР/ГП = РК КОРСАР + модуль Камера (DPLHP) Расчет процессов перемешивания однофазного теплоносителя в камерах реактора Моделируется: - опускной участок напорной камеры (8 участков по длине, 20 по азимуту); - подъемный участок напорной камеры (5 участков по длине, 151 шестигранный канал); - СКР (4 канала, 3 участков по длине) sch1 col1 col2 ch1.. ch2.. Гидравлические связи ch41 ch21 ch31 ch11 dplhp1 ch21 ch31 ch41 ch1.. ch2.. Тепловые связи

8 5-я международная научно-техническая конференция Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР Май 2007 г., Подольск 8 Описание эксперимента Основные данные расчетных вариантов по проводимым опытам при работе 4-х петель Номер опыта Средн. расход впрыска в экспер- менте, м 3 /ч Концентрация соли С 0 г/кг С к опыт г/кг С к расчет г/кг ТРАП- КС С к расчете г/кг КОРСАР/ГП С бак г/кг 713,81,23,43,563,6317,5 816,82,25,14,73 15,96 914,11,143,213,343,3115,73 Эксперимент проводился при следующих условиях: - расход впрыска соли осуществлялся во вторую петлю; - впрыск раствора соли начинался через 20 с после включения измерительной аппаратуры - время впрыска – 180 с опыт 7, расчет

9 5-я международная научно-техническая конференция Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР Май 2007 г., Подольск 9 Сравнение расчетных и экспериментальных данных Исходные состояния по вариантам Номер опыта Работающие насосы стенда Расход насоса, м 3 /ч Коэффициент, учитывающий перемешивание Угловое смещение потока, град 71,2,3, ,2,3,417218,027 91,2,3,430022,043

10 5-я международная научно-техническая конференция Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР Май 2007 г., Подольск 10 Опыт 7 изменение концентрации соли в холодной нитке петля 2 петля 1 петля 3 петля 4

11 5-я международная научно-техническая конференция Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР Май 2007 г., Подольск 11 Опыт 7 изменение концентрации на входе в АЗ модели ТРАП-КС КОРСАР/ГП ОПЫТ для момента времени Т = 180 с

12 5-я международная научно-техническая конференция Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР Май 2007 г., Подольск 12 Опыт 8 изменение концентрации соли в холодной нитке петля 1 петля 2 петля 3 петля 4

13 5-я международная научно-техническая конференция Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР Май 2007 г., Подольск 13 Опыт 8 изменение концентрации на входе в АЗ модели для момента времени Т = 180 с ТРАП-КС КОРСАР/ГП ОПЫТ

14 5-я международная научно-техническая конференция Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР Май 2007 г., Подольск 14 Опыт 9 изменение концентрации соли в холодной нитке петля 1 петля 2 петля 3 петля 4

15 5-я международная научно-техническая конференция Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР Май 2007 г., Подольск 15 Опыт 9 изменение концентрации соли в холодной нитке для момента времени Т = 180 с ТРАП-КС КОРСАР/ГП ОПЫТ

16 5-я международная научно-техническая конференция Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР Май 2007 г., Подольск 16 Сопоставление расчетных и экспериментальных данных Сопоставление расчетных и экспериментальных значений приращения концентрации соли в конце расчета (500 с) ПараметрЗначение Номер опыта789 Приращение концентрации, опыт, г/кг2,22,92,07 Приращение концентрации, расчет, г/кг ТРАП-КС2,362,532,2 КОРСАР/ГП2,432,532,17 Разница при- ращений (расчет -опыт),г/кг ТРАП-КС+0,16-0,37+0,13 КОРСАР/ГП+0,23-0,37+0,10 Разница приращений (расчет-опыт), % ТРАП-КС КОРСАР/ГП

17 5-я международная научно-техническая конференция Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР Май 2007 г., Подольск 17 Заключение Проведены эксперименты по перемешиванию бора в корпусе реактора при работе 4 ГЦН и отказе 1 емкости СБВБ. Пост-тестовые расчеты экспериментов выполнены по кодам ТРАП-КС и КОРСАР/ГП. Результаты расчетов подтвердили способность программных комплексов ТРАП-КС и КОРСАР/ГП в целом по установке рассчитывать переходные процессы, моделирующие межпетлевое перемешивание теплоносителя для несимметричных возмущений при работе всех ГЦНА.