Введение к работе
Актуальность темы. Тяжелые аварии на атомных электростанциях CA3CJ Three-Mile Island ССШАЭ и 4 блоке Чернобыльской АЭС показали, что на последних стадиях таких аварий возможно проплавленив днища корпуса реактора и взаимодействие расплава с бетонными конструкциями СВРБ).
Как показали эксперименты по изучению ВРБ, скорость проплавлення бетона расплавом активной зоны с уровнем энерговыделе-ний, характерным для остаточного тепловыделения в топливе, может составлять до 6-8 метров в сутки, что может привести к проникновение радиоактивности в почву и грунтовые воды. С другой стороны, т.к. бетон содержит до 35 по массе газов, при его эрозии происходит образование большого количества газообразных веществ, среди которых есть горючие ССО) и взрывоопасные СНр, что может привести к превьшенио предельно допустимого давления под защитной оболочкой реактора или к ее разрушение и выходу радиоактивности за пределы АЗС.
Вместе с тем, анализ существующих моделей и программ для расчета ВРБ показывает, что имеют место значительные расхождения как между результатами расчета' по различньм программам, так и между результатами расчетов и экспериментов. Отсюда вытекает важность более глубокого понимания процессов, происходящих при ВРБ и необходимость совершенствования моделей и расчетных программ для анализа последствия таких аварий и разработки эффективных мер по их предотвращение и ослабление последствий.
Цель работы^
-исследовать теплогидравлические и физико-химические процессы, происходящие в пограничном слое расплав активной зоны-бетон и разработать зависимость для расчета коэффициента теплоотдачи между расплавом и бетоном;
-исследовать влияние вязкости расплава и других параметров на внутренние характеристики теплоотдачи на границе расплав-бетон;
-разработать алгоритм решения обратной задачи нестационарной теплопроводности СОЗНТ) для обработки опытных данных пришмитель-
ікі к специфичным условиям экспериментов по изучение ВРБ;
-оценить возможные последствия аварии с расплавлением топлива и выходом расплава за пределы корпуса реактора для АЭС с ВВУР-10О0.
Научная новизна, Получена зависимость для расчета коэффициента теплоотдачи между оксидным расплавом и бетоном в аксиальном направлении, учитывающая фазовые превращения в пограничном слое на поверхности расплав-бетон. Данная зависимость введена в расчетную программу WECHSL-Mod2.
Разработана математическая модель роста газового пузыря на поверхности бетона в оксидном расплаве активной зоны, учитыващая вязкость расплава.
Получены аналитические зависимости для скорости роста газового пузыря и величины его отрывного диаметра, позволяющие учесть рлияине вязкости расплава.
Разработан новый алгоритм решения ОЭНТ применительно к ивдифичньм условиям экспериментов с ВРБ.
Выполнен расчетный анализ процесса ВРБ для аварии с полным обсч'.точиванием АЭС с реакторной установкой ВВЭР-1000 по модифицированной программе WECHSL-Mod2.
Практическая ценность. Результаты исследования имеет практическое значение для анализа аварийных ситуаций с расплавлением личинной зоны и взаимодействием расплава с бетоном, а также для !i|«деления проектных и расчетных работ для создания устройства для улавливания и эффективного охлаждения расплава ("ловушки").
. ^і'і'Ж^Уие^ Предложенная'зависимость для расчета коэффициент .< теплоотдачи меяду расплавом и бетоном используется для on-(.'мелонля скорости проплавлення бетона при анализе аварийньк ситуаций с расплавлением активной зоны для АЭС с ВВЭР в ' Лтомэнергопроект", г.Москва.
.. ііччноо участке астора. Автор провел весь комплекс расчетно-теоретич^скйх работ, представленных в диссертации. Им разработаны м^іемс'ітическке модели, методы их численной реализации и алгоритми
Лг'ором созданы расчетные программы и проведены Сна ЭВМ К НЧЬ Мі каф. АЭС и IBM P(J/"ATJ численные исследования, ре-<уль-
таты которых изложены в диссертации.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на 2-м Всесоюзном семинаре по термодинамике силикатных расплавов (март 1091 г..г.Звенигород Московск. обл.}, на совещаниях рабочих групп пользователей программы WECHSL СКарлсруэ, ФРГ, февраль 1991 г.; Кадараш, Франция,сентябрь 1991 г.; Виллиген, Швейцария, июнь 1992 г.) и на конференции "Теплофиэи ка-92" С г.Обнинск, октябрь 1992 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ /1-6/.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, Библиографический список содержит76 наименований. Работа изложена на 174 страницах, имеет 76 иллюстрации и таблиц.
