Введение к работе
Актуальность темы. Обеспечение безопасной эксплуатации АЭС продолжает оставаться в центре внимания специалистов. Особое место занимает исследование нестационарных твплогидравличес -ких процессов,-; связанных с авариями при потере' теплоносителя.
Экспериментальные и теоретические исследования по проблеме безопасности связаны в основном с водо-водяными реакторами среди которых кипящив канальные реакторы являются одним из основных типов реакторов отечественной атомной энергетики. Поэтому исследования, посвященные теплофизическому обоснованию безопасности этого реактора, в настоящее время актуальны.
Это послужило автору основанием для проведения численно-аналитического исследования нестационарных теплогидродинами-ческих процессов при различных видах аварийной разгерметизации парогенерирующего канала применительно к условиям работы кипящего канального реактора.
Цель работы. Разработка численно - аналитической модели некоторых переходных процессов,' развивающихся в парогенери-рущем канале при разгерметизации его входного тракта. Достижение этой цели осуществлялось последовательным решением следующих задач, являщихся основными задачами диссератации.
-
Разработка' теоретической модели, пригодной как для расчета изменения истинного объемного:' паросодэржания по длине канала и во времени, так и основных режимных параметров реверсированного двухфазного штока, ^национально зависящих от объемного паросодержания.
-
.Теоретическое подтверждение возникновения трехкрат -ного реверса потока при наличии входного участка с недогретой до кипения жидкостью после разрыва канала.
3. Моделирование реверсированного потока для случая переменного скольжения.
4. Теоретический анализ и интерпретация нелинейных
эффектов, возяикащих при разрыве парогенерирущего канала.
-
Графическое построение картин течения реверсирован -ного двухфазного потока в плоскости характеристических линий.
-
Моделирование переходных процессов, развивающихся в канале при разрыве его входного тракта для следующих случаев функционального разделения канала:
а) на входе нэдогретая до кипения среда;
б) на входе необогреваемая часть канала.
Методы исследования. Теоретическая модель представлена системой упрощенных дифференциальных уравнений в частных производных в терминах теории потока дрейфа, которая решалась аналитическим образом с помощью метода характеристик.
Научная новизна. С участием автора впервые создана численно-аналитическая модель для исследования некоторых нестацио -нарных процессов в горизонтальном протяженном парогенерирую -щем канале при разгерметизации его входного тракта.
Установлено, что при наличии необогреваемого участка на входе канала происходит скачкообразное уменьшение объемного паросодержания на границе между економайзерним и адиабатическим участками. Последнее приводит к необходимости решения отдельной самостоятельной проблемы определения граничных условий на вышеуказанной границе. Обнаружено, что в режиме большой течи наблюдается аномальное поведение (пересечение) характеристических линий в области, прилегающей к границе кипения, которув можно трактовать как место локального
торможения реверсированного двухфазного потока. Теоретически подтверждено возникновение трехкратного реверса расхода при разгерметизации входного тракта канала, установленное впервые в работах сотрудников СЭИ СО РАН Борчэвкина Ю.С., Королъкова Б.П., Запова В.В.. Автор защищает :
численно- аналитическую модель для исследования некоторых переходных процессов, возникащих в горизонтальном парогене -рирущем канале при разгерметизации входного тракта;
результаты теоретического исследования реверсированного нестационарного двухфазного потока при различных режимных парметрэх и условиях истечения;
Практическая ценность. Представленная гибридная (численно-аналитическая модель) позволяет провести быстрое качествен -ное исследование сложных переходных процессов, возникащих в парогенерирущем канале при разгерметизации его входного тракта и широком варьировании режимных параметров. Полученная модель позволила не только качественным образом спрогнозиро -вагь ход развития процессов в исследуемом реверсированном потоке, но и - детально проследить эволюцию составляющих частей (контрольных элементов) потока. Последнее крайне важно для понимания сущности происходящих физических явлений в двухфазном потоке при разгерметизации парогенерирущего канала и не всегда доступно при более полных сложных численных исследованиях.
Установлены предположительные механизмы возникновения ударных кинематических волн объемного паросодержания и скачков основных параметров реверсированного двухфазного потока в областях, расположенных возле границ мевду различ -
нами по структуре областями течения.
Достоверность результатов и выводов , представленных в диссертации, подтверждается сопоставлением расчетов, выполненных с привлечением различных моделей, а также сравнением расчетов с результатами экспериментальных исследований, проводимых в течение ряда лет в СЭИ СО РАН.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы были доложены на Всесоюзной конференции (г. Новосибирск, 1985г.) и на IY Всесоюзной конференции молодых исследователей (г. Новосибирск 1991г.) " Актуальные вопросы теплофизики и физической гидрогазодянамики" ; на Международном семинаре "Теплофизика-90", "Тешюфизические аспекты безопасности ВВЭР" (г. Обнинск, 1990г.); на 2 Международном форуме по Тепло -Массообмену (г.Минск, 1992).
Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 6 статьях и 2 отчетах по научно-исследовательской работе.
Состав и объем работы. Диссертация изложена на 171 стр., включая 110 стр. машинописного текста, 34 рис. на 37 стр., 1 табл. на 1 стр. и состоит из введения, 4 глав,выводов, списка использованной литературы из 68 наименований и из четырех приложений.