Введение к работе
Актуальность темы. Новые жесткие требования устойчивости к тяжелым авариям нельзя достигнуть, при сохранении экономической конкурентноспособности ядерной энергетики, простым оснащением дополнительными средствами безопасности серийных реакторов и АЭС, так как дальнейший рост стоимости в этом случае неадекватен повышению функциональной готовности и надежности систем безопасности. Решение проблемы может быть найдено лишь при создании реакторов и АЭС новых поколений на основе современной концепции максимально надежной защищенности ядерного реактора, а на последующем этапе - предельной самозащищенности, достигаемых использованием паесивных средств безопасности.
Одним из важнейших направлений работ по безопасности АЭС является создание пассивной системы, позволяющей обеспечить аварийное охлаждение реакторной установки в условиях длительной потери электроснабжения и управления. В случае отвода остаточных тепловыделений в окружающий воздух эффективность всей системы в значительной мере определяется надежностью главного ее элемента: воздухоохлаждаемого конденсатора. Жесткие требования, предъявляемые к теплообменнику: низкое аэродинамическое сопротивление, широкий диапазон температур охлаждающегося воздуха, высокая надежность при ресурсе 50-60 лет -вызывают необходимость проведения широкого комплекса поисковых и научно-исследовательских работ.
Цель работы :
разработка рекомендаций по выбору основных конструктивных параметров конденсатора пассивной системы отвода остаточных тепловыделений ССПОТ) : компоновки трубного пучка, типа оребрения, высоты шахты естественной тяги- и т. д.;
экспериментальное изучение тепдогидравлических характеристик аппарата и уточнение методики его расчета.
разработка модели расчета процесса накопления неконденсирующихся компонентов в обьеме трубного пучка, охлаждаемого воздушным потоком;
определение влияния дождевых осадков на интенсивность теплообмена в конденсаторе СПОТ.
На защиту выносится :
1. Методика расчета перепада давления при конденсации пара в
системе параллельных каналов с неравномерным теплоотводом в них.
-
Расчетная модель процесса накопления неконденсирующегося газа в трубах воэдухоохлаждаемого конденсатора при различных схемах течения парогазовой смеси.
-
Расчетная модель влияния дождевых осадков на интенсивность отвода тепла в системе аварийного охлаждения реакторной установки.
-
Результаты экспериментального исследования процессов тепло-и массообмена в опытных секциях, моделирующих воздухоохлаждаемый конденсатор.
5. Рекомендации для расчета, проектирования и регламента
эксплуатации теплообменника СПОТ.
Научная новизна работы заключатся в следующем:
разработана новая расчетная модель процесса накопления неконденсирующихся компонентов при конденсации из парогазовой смеси в системе параллельных каналов в условиях неравномерности теплоотвода в них;
на основе выполненных расчетов впервые изучено влияние дождевых осадков на интенсивность теплообмена в конденсаторе, охлаждаемом за счет естественной тяги окружающего воздуха.
разработана и проверена экспериментально новая методика расчета перепада давления при конденсации пара в системе параллельных горизонтальных каналов.
получены новые экспериментальные данные по теплообмену в пучках оребренных труб при низких числах Рейнольдса набегающего потока.
Практическая значимость. Полученные в работе результаты использованы при разработке системы пассивного отвода тепла для проекта нового поколения АЭС на базе реакторной установки ВВЭР-1000.
Кроме того, результаты выполненной работы могут быть использованы в химической промышленности и энергетике при проектировании воздухоохлаждаемых конденсаторов.
Достоверность полученных результатов расчета обосновывается их сравнением с данными экспериментального исследования. По коэффициенту теплопередачи, отнесенного ко всей поверхности трубного пучка, максимальное отклоннение составляет +12 , по перепаду давления в пучке - +5 , а по перепаду давления конденсирующегося пара в аппарате - +10. Все эксперименты выполнялись с использованием стан-
-5-.
дартных, апробированных методик измерения.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на международном семинаре "Теплофизика-90" С г. Обнинск), на Всесоюзной школе молодых ученых и специалистов "Современные проблемы теплофизики". Сг. Новосибирск, 1988), на семинаре по динамике ЯЭУ "Экспериментальное обоснование безопасности ЯЭУ и верификация расчетных кодов: экспериментальная база, системы измерений, основные результаты" С г. Димитровград, 1993).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, приложения и содержит 112 страниц машинописного текста. Количество рисунков 25, таблиц 3. Список литературы включает 104 наименования.