1 / 14

Федеральное агентство по атомной энергии

Федеральное агентство по атомной энергии ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФИЗИКО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ имени А.И. Лейпунского. «Анализ пространственных эффектов при распространении водорода в объеме контейнмента».

shelly
Download Presentation

Федеральное агентство по атомной энергии

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Федеральное агентство по атомной энергии ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИФИЗИКО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ имени А.И.Лейпунского «Анализ пространственных эффектов при распространении водорода в объеме контейнмента» А.Д. Ефанов, Н.М. Витушкина, А.А. Лукьянов, А.А. Зайцев 5-й международная научно-техническая конференция «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР

  2. Область применения- обоснование водородной безопасности в замкнутом объеме защитной оболочки при аварии с течью теплоносителя 1-го контура на АЭС с ВВЭР Принципиальная схема АЭС с ВВЭР-1000 Процессы: конвективное течение парогазовых смесей с тепловыделением в объеме; поверхностная и объемная конденсация водяного пара; распространение пара и водородосодержащих смесей.

  3. Для аварии с течью теплоносителя 1-го контура на АЭС с ВВЭР Характер процессов: нестационарный; дозвуковой Среда: однофазная; многокомпонентная Особенности: -все процессы протекают при практически постоянном давлении в пределах данного объема в фиксированный момент времени; -имеют место большие изменения плотности вследствие концентрационного расслоения и тепловыделения за счет химических реакций, а также перемещения жидкости, связанные с расширением. Требования к коду: необходимая степень детализации расчетных областейи протекающих процессов.

  4. Основные уравнениямодели сжимаемого газа • уравнение состояния газа • уравнение сохранения импульса • уравнение неразрывности

  5. Основные уравнения модели сжимаемого газа • уравнение энергии для газовой смеси • уравнение переноса газовых компонентов для • массовых концентраций

  6. Модель поверхностной конденсации Массовый поток пара (*) - теплота парообразования; - перепад температур на пленке конденсата. - теплопроводность и толщина пленки конденсата; Распределение парциального давления пара Плотность пара в пограничном слое Изменение плотности пара в пограничном слое при конденсации перегретого пара в объеме 1 – распределение (***) 2 – линия насыщения

  7. Метод решения Приводя уравнение неразрывности к виду: где - выражение, определяемое через диффузионные члены уравнения переноса, можно использовать алгоритмы решения, разработанные для моделей течения несжимаемой среды Для решения уравнений переноса импульса и неразрывностииспользуется следующая итерационная процедура (явная схема),здесь m- номер итерации: где: > 0 - итерационный параметр, - шаг по времени, n- номер временного слоя

  8. Верификация модели сжимаемого газаМеждународная стандартная задача ISP-47 Установка THAI, объем 60м3 Контейнмент установки THAI Трехмерная нодализация установки THAI(22х66х10=14500)

  9. Верификация модели сжимаемого газаМеждународная стандартная задача ISP-47 Результаты расчетов, установка ThAI в) выгородка, h=4,6 м г) h=7,7 м а) модель установки б) нижний коллектор, h=1,7 м Расчетное поле концентрации гелия к моменту окончания напуска He (2600 с); в нижней части установки - от 0 до 2%,в верхней части - от 25 до 30%,

  10. Верификация модели сжимаемого газа Международная стандартная задача ISP-47 б)Эволюция во времени расчетной концентрации гелия над кольцевым зазором модели установки THAI а) Эволюция во времени расчетной концентрации гелия в верхней части модели установки THAI в)Эволюция во времени расчетной концентрации гелия в нижней части модели установки THAI г)Распределение по высоте расчетной концентрации гелия для r = 1.05 м в модели установки THAI

  11. Моделирование аварии с выбросом водорода в подкупольное пространство расчетная область (20х34х9=6120) Заполнение водородосодержащей смесью подкупольной области

  12. Моделирование аварии с выбросом водорода в подкупольное пространство Эволюция среднего давления 1 вариант – без учета конденсации пара на стенках, 2 вариант – с учетом конденсации. Эволюция удельного потока конденсата Эволюция слива конденсата

  13. Моделирование аварии с выбросом водорода в подкупольное пространство Отклонение доли объема, занимаемого процессом дефлаграции, для разных нодализационных схем (6120 и 153 000 контрольных объемов) Динамика движения точки по зонам с разными концентрациями пара, воздуха и водорода

  14. Выводы • Разработана оригинальная версия модели СДТ, реализованная в виде кода KUPOL-3D. Она описывает течение сжимаемой среды с учетом переменной плотности, зависящей от общего уровня давления, температуры и компонентного состава среды, инерцию и естественную конвекцию существенно неоднородной смеси, расширение за счет внутреннего тепловыделения и нагрев за счет работы сжатия. • Верификация пространственной СДТ модели на основе экспериментальной базы Международной стандартной задачи ISP47 (эксперимент THAI) показала удовлетворительное согласование расчетных локальных характеристик с экспериментами. • Выполненные расчеты показали, что код KUPOL-3D может быть использован при анализе водородной безопасности контейнментов АЭС с ВВЭР для получения численных оценок локальных характеристик тепло- и массообменных процессов, необходимых для разработки рекомендаций по проектированию системы аварийного удаления водорода.

More Related