«Лава-Б» қондырғысында кориумдағы қалдық энергия бөлу процесін модельдеу
DOI:
https://doi.org/10.26577/RCPh.2022.v81.i2.012Кілттік сөздер:
кориум, индуктор, плазмотрон, қалдық энергия бөлу, «Лава-Б» қондырғысы, ANSYS, стационарлық емес есептеуАннотация
Белгілі болғандай, атом электр станциясындағы ауыр апаттың даму процесінде кориумның пайда болуы жүреді – белсенді аймақ материалдарының балқуы [1]. Белсенді реакторда пайда болатын кориумның маңызды ерекшелігі - қалдық энергияның болуы. Осылайша, есептік зерттеулер мен физикалық эксперименттер жүргізу кезінде қалдық энергия бөлінуінің болуын ескеру маңызды, өйткені ол кориум балқымасының реакторлық қондырғының конструкциялық материалдарымен өзара іс-қимылының сипатына елеулі үлес қосады. Осы себепті, кориум прототипіндегі қалдық энергияны бөлуді модельдеу әдістеріне көлемді үлестірудің біркелкілігіне де, оның қарқындылығына да қатысты айтарлықтай талаптар қойылады.
Ұсынылған мақалада «Лава-Б» қондырғысына қатысты кориумдағы қалдық энергия бөлуді модельдеудің индукциялық және плазмалық әдістері қарастырылған. Кориум прототипін жылытудың таңдалған әдістерінің сипаттамаларын талдау компьютерлік модельдеу арқылы жүргізілді. Жүргізілген жұмыс нәтижесінде қарастырылған әдістердің әрқайсысы балқыманың қыздыру параметрлерін анықтады, сонымен қатар оларды салыстыру жүргізілді. Қолданылатын термофизикалық модельдер бұрын «Лава-Б» қондырғысындағы эксперименттердің бірінде қолданылған эксперименттік секция негізінде кеңінен танымал ANSYS бағдарламалық кешенінде жасалды [2]. Компьютерлік модельдеу әдісімен таңдалған әдістердің әрқайсысы үшін корий-жылытқыш жүйесінің негізгі параметрлері алынды және қондырғыда эксперимент жүргізу кезінде қалдық энергия бөлуді имитациялау үшін олардың қолданылу шекаралары анықталды.
Библиографиялық сілтемелер
2 Y. Maruyama et al., NTHAS3: Third Korea-Japan Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (Kyeongju, 13-16 October, 2002).
3 Yu.S. Vasiliev, A.D. Vurim, V.S. Zhdanov, V.A. Zuyev, Ye.A. Kenzhin and A.A. Kolodeshnikov, NNC RK Bulletin, 4, 26-54 (2009). (in Russ).
4 J. Christophe, Contribution des essais en matériaux prototypiques sur la plate-forme PLINIUS à l’étude des accidents graves de réacteurs nucléaires, (Université d’Orléans, 2008), 229 p.
5 J. K. Fink, D. H. Thompson, B. W. Spencer and B. R. Sehgal, High Temperature and Materials Science, 33(1), 51-76 (1995).
6 C. Journeau, P. Piluso, J.F. Haquet, E. Boccaccio, V. Saldo, J.M. Bonnet, S. Malaval, L. Carénini and L. Brissonneau, Annals of Nuclear Energy, 36, 1597-1613 (2009).
7 J.J. Foit, 22nd Int. Conf. on Nuclear Engineering (ICONE22), (Prague, 7-11 July, 2014).
8 M.T. Farmer, D.J. Kilsdonk and R W. Aeschlimann, Nuclear Eng. Technology, 41, 575-602, (2009).
9 A. Miassoedov et al., 8th Int. Conf. on Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics (Pointe Aux Piments, 11 – 13 July, 2011), p.793-801.
10 H.Y. Kim, S.M. An, J. Jung, K.S. Ha and J.H. Song, Nuclear Engineering and Technology, 49(7), 1547-1554 (2017).
11 N.A. Nazarbayev, V.S. Shkolnik, E.G. Batyrbekov and et al., Scientific, Technical and Engineering Work to Ensure the Safety of the Former Semipalatinsk Test Site Vol.3, (London, 2017), p.290.
12 T. Kurita et al., 9th Int. Conf. Nuclear and Radiation Physics (Almaty, 24-27 September, 2013), p.19-29.
13 Sh. Kawano et al., Proc. of ICAP 2017 (Fukui and Kyoto, 24-28 April, 2017), p.1105-1110.
14 N.A. Nazarbayev, V.S. Shkolnik, E.G. Batyrbekov and et al., Scientific, Technical and Engineering Work to Ensure the Safety of the Former Semipalatinsk Vol.3, (Kurchatov, 2016), p. 320-356. (in Russ).
15 V.V. Baklanov, V.S. Zhdanov, Ye.V. Malysheva, I.M. Kukushkin, V.I. Ignashev, M.I. Kukushkin, A.V. Mikisha and V.V. Zverev, NNC RK Bulletin, 1, 66-76, (2009). (in Russ).
16 V. Zhdanov, OECD Workshop on Ex-Vessel Debris Coolability (Karlsruhe, 15-18 November, 1999), 8 p.
17 ANSYS Fluent Tutorial Guide (Southpointe, 2013), 1034 p.
18 V. Zhdanov et al., Proc. of ICAPP 2011 (Nice, 2-5 May, 2011), pp.1300-1308.
19 L.I. Ivanova, L.S. Grobova, B.A. Sokunov, S.F. Sarapulov, Induction crucible furnaces (Yekaterinburg: USTU, 2002), 87 p. (in Russ).
20 K.O. Toleubekov, A.S. Khazhidinov and A.S. Akaev, NNC RK Bulletin, 1, 9-14 (2021). (in Russ).
21 К.М. Ramazanova, V.А. Zuev, D.А. Ganovichev, А.S. Khazhidinov and А.S. Akayev, NNC RK Bulletin, 3, 134-139 (2016). (in Russ).
22 V.G. Asmolov, V.N. Zagryazkin, E.V. Astakhova, V.Yu. Vishnevsky, E.K. Dyakov, A.Yu. Kotov and V.M. Repnikov, High Temperature, 41(5), 714-719 (2003). (in Russ).
23 I.V. Poznyak, A.N. Shatunov and A.Y. Pechenkov, Proceedings of Saint Petersburg Electrotechnical University, 10, 39-45 (2008). (in Russ).
24 https://istc.int/ru/project/DA8802253C138C29C3257052005303CF «ICTS project #K-1265 INVECOR»
25 V.V. Baklanov, Dissertation for the degree of Candidate of Technical Sciences, Yurga, 2016, 173 p. (in Russ).
26 V. Chirkin, Thermophysical properties of materials of nuclear engineering (Moscow: Atomizdat, 1968), 356 p. (in Russ).
27 M.F. Zhukov Electric arc gas heaters (plasmatrons) (Moscow: Nauka, 1973), 232 p. (in Russ).
28 М.K. Bekmuldin, М.K. Skakov, V.V. Baklanov, А.V. Gradoboyev and A.S. Akaev, Eurasian Physical Technical Journal, 18(3), 65-70 (2021).
