Гидродинамическая модель возможного затопления промплощадки Запорожской АЭС при совместном воздействии запроектного землетрясения и смерча в пруде-охладителе

Анализируется возможность затопления промплощадки Запорожской АЭС (ЗАЭС) при совместном влиянии запроектного сейсмического воздействия и смерча в пруде-охладителе. На основе разработанной гидродинамической модели и расчетных обоснований определены критерии возможного затопления промплощадки ЗАЭС в з...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2014
Автори:	Скалозубов, В.И., Козлов, И.Л., Габлая, Т.В., Герасименко, Т.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України 2014
Назва видання:	Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля
Теми:	Проблеми безпеки атомних електростанцій
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/127684
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Гидродинамическая модель возможного затопления промплощадки Запорожской АЭС при совместном воздействии запроектного землетрясения и смерча в пруде-охладителе / В.И. Скалозубов, И.Л. Козлов, Т.В. Габлая, Т.В. Герасименко // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2014. — Вип. 23. — С. 22-25. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-127684
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1276842018-01-02T19:37:42Z Гидродинамическая модель возможного затопления промплощадки Запорожской АЭС при совместном воздействии запроектного землетрясения и смерча в пруде-охладителе Скалозубов, В.И. Козлов, И.Л. Габлая, Т.В. Герасименко, Т.В. Проблеми безпеки атомних електростанцій Анализируется возможность затопления промплощадки Запорожской АЭС (ЗАЭС) при совместном влиянии запроектного сейсмического воздействия и смерча в пруде-охладителе. На основе разработанной гидродинамической модели и расчетных обоснований определены критерии возможного затопления промплощадки ЗАЭС в зависимости от отклика ускорения и длительности сейсмического воздействия, а также мощности смерча в пруде-охладителе и конфигурации промплощадки. Предлагаемые разработки могут быть использованы при реализации Плана мероприятий дальнейшего повышения безопасности энергоблоков АЭС Украины с учетом уроков аварии на АЭС Fukushima-Daiichi, утвержденного эксплуатирующей организацией (ГП НАЭК «Энергоатом») и регулирующим органом (ГИЯРУ). Проаналізовано можливість затоплення проммайданчика Запорізької АЕС при спільному впливіпозапроектної сейсмічної дії та смерчу в ставку-охолоджувачі. На основі розробленої гідродинамічної моделі та розрахункових обґрунтувань визначено критерії можливого затоплення проммайданчика Запорізької АЕС залежно від відгуку прискорення та тривалості сейсмічної дії, а також потужності смерчу в ставку-охолоджувачі та конфігурації проммайданчика. Запропоновані розробки можуть бути використані в реалізації Плану дій для подальшого підвищення безпеки енергоблоків АЕС України з урахуванням уроків аварії на АЕС Fukushima-Daiichi, затвердженого експлуатаційною організацією (ДП НАЕК "Енергоатом") та регулюючим органом (ДІЯРУ). In offered article authors analyze possibility of flooding of an industrial platform of the Zaporozhye nuclear power plant at joint beyond design seismic and a tornado influence. On the basis of the developed hydrodynamic model and calculated feasibility criteria of possible flooding of an industrial platform of the Zaporozhye nuclear power plant depending on a response of acceleration and duration of seismic influence and also on the tornado power in the pond cooler and configuration of an industrial platform are defined. The offered study can be used by the implementation of the Plan of measures for further safety improvement of power units of the Ukrainian nuclear power plants taking into account accident lessons on the Fukushima-Daiichi nuclear power plant, approved by the operating organization (GC NNEGC "Energoatom") and regulator (SNRCU). 2014 Article Гидродинамическая модель возможного затопления промплощадки Запорожской АЭС при совместном воздействии запроектного землетрясения и смерча в пруде-охладителе / В.И. Скалозубов, И.Л. Козлов, Т.В. Габлая, Т.В. Герасименко // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2014. — Вип. 23. — С. 22-25. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 1813-3584 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/127684 629.039 ru Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Проблеми безпеки атомних електростанцій Проблеми безпеки атомних електростанцій
spellingShingle	Проблеми безпеки атомних електростанцій Проблеми безпеки атомних електростанцій Скалозубов, В.И. Козлов, И.Л. Габлая, Т.В. Герасименко, Т.В. Гидродинамическая модель возможного затопления промплощадки Запорожской АЭС при совместном воздействии запроектного землетрясения и смерча в пруде-охладителе Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля
description	Анализируется возможность затопления промплощадки Запорожской АЭС (ЗАЭС) при совместном влиянии запроектного сейсмического воздействия и смерча в пруде-охладителе. На основе разработанной гидродинамической модели и расчетных обоснований определены критерии возможного затопления промплощадки ЗАЭС в зависимости от отклика ускорения и длительности сейсмического воздействия, а также мощности смерча в пруде-охладителе и конфигурации промплощадки. Предлагаемые разработки могут быть использованы при реализации Плана мероприятий дальнейшего повышения безопасности энергоблоков АЭС Украины с учетом уроков аварии на АЭС Fukushima-Daiichi, утвержденного эксплуатирующей организацией (ГП НАЭК «Энергоатом») и регулирующим органом (ГИЯРУ).
format	Article
author	Скалозубов, В.И. Козлов, И.Л. Габлая, Т.В. Герасименко, Т.В.
author_facet	Скалозубов, В.И. Козлов, И.Л. Габлая, Т.В. Герасименко, Т.В.
author_sort	Скалозубов, В.И.
title	Гидродинамическая модель возможного затопления промплощадки Запорожской АЭС при совместном воздействии запроектного землетрясения и смерча в пруде-охладителе
title_short	Гидродинамическая модель возможного затопления промплощадки Запорожской АЭС при совместном воздействии запроектного землетрясения и смерча в пруде-охладителе
title_full	Гидродинамическая модель возможного затопления промплощадки Запорожской АЭС при совместном воздействии запроектного землетрясения и смерча в пруде-охладителе
title_fullStr	Гидродинамическая модель возможного затопления промплощадки Запорожской АЭС при совместном воздействии запроектного землетрясения и смерча в пруде-охладителе
title_full_unstemmed	Гидродинамическая модель возможного затопления промплощадки Запорожской АЭС при совместном воздействии запроектного землетрясения и смерча в пруде-охладителе
title_sort	гидродинамическая модель возможного затопления промплощадки запорожской аэс при совместном воздействии запроектного землетрясения и смерча в пруде-охладителе
publisher	Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України
publishDate	2014
topic_facet	Проблеми безпеки атомних електростанцій
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/127684
citation_txt	Гидродинамическая модель возможного затопления промплощадки Запорожской АЭС при совместном воздействии запроектного землетрясения и смерча в пруде-охладителе / В.И. Скалозубов, И.Л. Козлов, Т.В. Габлая, Т.В. Герасименко // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2014. — Вип. 23. — С. 22-25. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.
series	Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля
work_keys_str_mv	AT skalozubovvi gidrodinamičeskaâmodelʹvozmožnogozatopleniâpromploŝadkizaporožskojaésprisovmestnomvozdejstviizaproektnogozemletrâseniâismerčavprudeohladitele AT kozlovil gidrodinamičeskaâmodelʹvozmožnogozatopleniâpromploŝadkizaporožskojaésprisovmestnomvozdejstviizaproektnogozemletrâseniâismerčavprudeohladitele AT gablaâtv gidrodinamičeskaâmodelʹvozmožnogozatopleniâpromploŝadkizaporožskojaésprisovmestnomvozdejstviizaproektnogozemletrâseniâismerčavprudeohladitele AT gerasimenkotv gidrodinamičeskaâmodelʹvozmožnogozatopleniâpromploŝadkizaporožskojaésprisovmestnomvozdejstviizaproektnogozemletrâseniâismerčavprudeohladitele
first_indexed	2025-07-09T07:30:58Z
last_indexed	2025-07-09T07:30:58Z
_version_	1837153659956232192
fulltext	22 ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2014 ВИП. 23 УДК 629.039 В. И. Скалозубов1, И. Л. Козлов2, Т. В. Габлая1, Т. В. Герасименко3 1 Институт проблем безопасности АЭС НАН Украины, ул. Лысогорская, 12, корп. 106, Киев, 03028, Украина 2 Одесский национальный политехнический университет, пр. Шевченко, 1, Одесса, 65044, Украина 3 Государственная экологическая академия Украины, ул. Урицкого, 35, Киев, 03035, Украина ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВОЗМОЖНОГО ЗАТОПЛЕНИЯ ПРОМПЛОЩАДКИ ЗАПОРОЖСКОЙ АЭС ПРИ СОВМЕСТНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ ЗАПРОЕКТНОГО ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ И СМЕРЧА В ПРУДЕ-ОХЛАДИТЕЛЕ Анализируется возможность затопления промплощадки Запорожской АЭС (ЗАЭС) при совместном влиянии запроектного сейсмического воздействия и смерча в пруде-охладителе. На основе разработанной гид- родинамической модели и расчетных обоснований определены критерии возможного затопления промплощад- ки ЗАЭС в зависимости от отклика ускорения и длительности сейсмического воздействия, а также мощности смерча в пруде-охладителе и конфигурации промплощадки. Предлагаемые разработки могут быть использова- ны при реализации Плана мероприятий дальнейшего повышения безопасности энергоблоков АЭС Украины с учетом уроков аварии на АЭС Fukushima-Daiichi, утвержденного эксплуатирующей организацией (ГП НАЭК «Энергоатом») и регулирующим органом (ГИЯРУ). Ключевые слова: гидродинамическая модель; землетрясение; смерч; пруд-охладитель. Согласно рекомендациям МАГАТЕ и регулирующих органов безопасности ведущих ядерных держав уроки аварии на АЭС Fukushima-Daiichi определили необходимость переоценки безопасности АЭС при совместном воздействии природных экстремальных явлений [1]. На АЭС Fukushima-Daiichi такими совместными воздействиями были запроектные землетрясения и цунами. Основные положения гидродинамической модели возможного затопления промплощадки ЗАЭС при запроектном землетрясении и смерче в пруде-охладителе 1. Основной причиной возможного затопления промплощадки является одновременное воз- действие землетрясения с ускорением ас и смерча на пруде-охладителе (рис. 1). Консервативно пола- гается, что длительность совместного воздействия τ определяется максимальной продолжительно- стью воздействия одного из экстремальных явлений. 2. Основной причиной смерча является газодинамическое столкновение «горячих» и «холод- ных» потоков воздуха, приводящее к высокоскоростному вращению образовавшейся воздушной мас- сы и возникновению перепада давления ∆Р в эпицентре смерча. Под воздействием этого перепада давления возникает подъемная сила на поверхности пруда-охладителя. Перепад атмосферного давления между периферией и центром воронки смерча ∆Р является определяющей характеристикой класса интенсивности смерчей: каждому диапазону ∆Р соответству- ет определенный класс интенсивности смерча [2]. Максимальный перепад давления ∆Рm определяет- ся максимальной тангенциальной скоростью ветра Vm и плотностью воздуха ρВО: ∆Рm = ρВО ⋅ 2 mV К смерчеопасным зонам относятся территории с интенсивностью выше 2-го класса и услов- ной вероятностью возникновения смерчеопасного события более 10-4 1/год для объектов атомной энергетики [2]. В соответствии с каталогом смерчей на бывшей территории Советского Союза [2] за период с 1844 по 2011 г.г. зарегистрировано более 360-ти смерчеопасных событий различных классов интен- сивности, в т.ч. и с эпицентрами над водными объемами. С учетом рассматриваемого вопроса осо- бенно можно выделить смерчеопасное событие 1991 г. в Краснодарском крае в районе долины рек Мацеста и Бзугу: смерч интенсивностью 2-го класса поднял уровень воды на 5 метров, привел к большим разрушениями, гибели людей, повреждению линий электропередач и другим серьезным последствиям. Согласно каталогу [2] территория промплощадки Запорожской АЭС относится к смерчеопас- ным зонам: класс интенсивности смерча выше 2-го (максимальный перепад давления более 48 ГПа) © В. И. Скалозубов, И. Л. Козлов, Т. В. Габлая, Т. В. Герасименко, 2014 ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВОЗМОЖНОГО ЗАТОПЛЕНИЯ ПРОМПЛОЩАДКИ ________________________________________________________________________________________________________________________ ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2014 ВИП. 23 23 при условной вероятности смерчеопасного события более 6,0 ⋅ 10-4 1/год. Поэтому с учетом уроков Фукусимской аварии смерчеопысные события должны быть рассмотрены и учтены при переоценке безопасности Запорожской АЭС, в т.ч. при совместном воздействии экстремальных природных явле- ний на затопление промплощадки. 3. Процесс развития волны затопления является изотермическим. 4. Водный объем пруда-охладителя моделируется как сосредоточенная система с осреднен- ными гидродинамическими параметрами. Гидродинамическая модель возможного затопления промплощадки ЗАЭС при совместном воздействии землетрясения и смерча в пруде-охладителе основана на детерминистском методе моде- лирования промплощадки АЭС Fukushima-Daiichi [3]. Уникальные данные Фукусимской катастрофы обеспечивают определенный уровень валидации расчетных моделей и перспективу применения для анализа безопасности других площадок при экстремальных природных явлениях. Уравнения волны затопления в рамках принятых допущений имеют следующий вид [3]:      ρν−ρ+∆=     ρ t h h hhaP t h h t c d d d d d d d d 2 2 , (1) h(t = 0) = hпо, (2) t h d d (t = 0) = 0, (3) 2 2 d d t h (t = 0) = ас, (4) где ρ – плотность воды; h – высота волны затопления; t – время; ν – коэффициент кинематической вязкости воды. Рис.1. Условия возникновения внешних экстремальных событий в пруде-охладителе ЗАЭС. После преобразований формул (1) – (4) уравнение волны затопления в критериальной форме              −+= −1 2 2 3212 2 d d d d d d d d d d T H T H T KKK T H T H . (5) Начальные условия следующие: H(T = 0) = 1, (6) В. И. СКАЛОЗУБОВ, И. Л. КОЗЛОВ, Т. В. ГАБЛАЯ, Т. В. ГЕРАСИМЕНКО ________________________________________________________________________________________________________________________ ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2014 ВИП. 23 24 t H d d (T = 0) = 0, (7) 2 2 d d T H (T = 0) = K5. (8) Условие затопления промплощадки 1 0 ≥= H h h Н по з , (9) где H = h/hпо; Т = t/τ; h0 – высота расположения промплощадки; hпо – нормальный подпорный уровень воды в пруде-охладителе. Анализ полученных результатов Численное интегрирование системы нелинейного дифференциального уравнения (5) при начальных условиях (6) – (9) осуществлялось методом Рунге - Кутта 4-го порядка точности [2, 3]. В результате проведенных вариационных расчетов численного интегрирования гидродинами- ческой модели (5) – (9) при изменении определяющих параметров землетрясения и смерча установ- лено, что критерием затопления промплощадки при одновременном землетрясении и смерче в пруде- охладителе являются τ ν ρ по 3 21 /∆ hаР К КК К с+=+= . (10) Консервативное условие затопления промплощадки ЗАЭС (hпо/h0≈0,7) при совместном воз- действии землетрясения и смерча в пруде-охладителе (рис. 2) определяется как 10по 100,2 /∆ ⋅≥+= τ ν ρ hаР К с . (11) Нз 5 10 15 lg K Область затопления 2 1,5 1 0,5 Рис. 2. Область затопления промплощадки ЗАЭС при совместном воздействии землетрясения и смерча в пруде-охладителе. В частности, при отсутствии смерча и длительности сейсмического воздействия порядка 100 с допустимое консервативное значение отклика ускорения – 1,0 g магнитуд. Это значение существенно превышает даже запроектные условия сейсмических нагрузок при квалификации и анализе безопас- ности систем ЗАЭС в «постфукусимский» период. Дальнейшее развитие предложенной модели связано с верификацией и анализом неопреде- ленности результатов расчетного моделирования. ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВОЗМОЖНОГО ЗАТОПЛЕНИЯ ПРОМПЛОЩАДКИ ________________________________________________________________________________________________________________________ ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2014 ВИП. 23 25 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Национальный отчет по результатам проведения «стресс-тестов» оценки безопасности АЭС Украины / ГИЯРУ, 2011. 2. Руководство по безопасности РБ-022-01. Рекомендации по оценке характеристик смерча для объектов ис- пользования атомной энергетики / Госатомнадзор России. - 2002. 3. Скалозубов В.И., Козлов И.Л., Габлая Т.В. и др. Метод моделирования затопления цунами промплощадки АЭС Fukushima-Daiichi // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля. - 2013. - Вип. 21. - С. 27 - 32. В. І. Скалозубов1, І. Л. Козлов2, Т. В. Габлая1, Т. В. Герасименко3 1 Інститут проблем безпеки АЕС НАН України, вул. Лисогірська, 12, корп. 106, Київ, 03028, Україна 2 Одеський національний політехнічний університет, пр. Шевченко 1, Одеса, 65044, Україна 3 Державна екологічна академія післядипломної освіти, вул. Урицького, 35, Київ, 03035, Україна ГІДРОДИНАМІЧНА МОДЕЛЬ МОЖЛИВОГО ЗАТОПЛЕННЯ ПРОММАЙДАНЧИКА ЗАПОРІЗЬКОЇ АЕС ПРИ СПІЛЬНОМУ ВПЛИВІ ПОЗАПРОЕКТНОГО ЗЕМЛЕТРУСУ ТА СМЕРЧУ В СТАВКУ-ОХОЛОДЖУВАЧІ Проаналізовано можливість затоплення проммайданчика Запорізької АЕС при спільному впливі позапроектної сейсмічної дії та смерчу в ставку-охолоджувачі. На основі розробленої гідродинамічної моделі та розрахункових обґрунтувань визначено критерії можливого затоплення проммайданчика Запорізької АЕС залежно від відгуку прискорення та тривалості сейсмічної дії, а також потужності смерчу в ставку- охолоджувачі та конфігурації проммайданчика. Запропоновані розробки можуть бути використані в реалізації Плану дій для подальшого підвищення безпеки енергоблоків АЕС України з урахуванням уроків аварії на АЕС Fukushima-Daiichi, затвердженого експлуатаційною організацією (ДП НАЕК "Енергоатом") та регулюючим органом (ДІЯРУ). Ключові слова: гідродинамічна модель, землетрус, смерч, ставок-охолоджувач. V. I. Skalozubov1, I. L. Kozlov2, T. V. Gablaya1, T. V. Gerasimenko3 1 Institute for Safety Problems of Nuclear Power Plants NAS of Ukraine, Lysogirska str., 12, building 106, Kyiv, 03028, Ukraine 2 Odesa National Polytechnic University, Shevchenko pr., 1, Odesa, 65044, Ukraine 3 State Ecological Academy of Postgraduate Education and Management, Uritskogo str., 35, Kyiv, Ukraine HYDRODYNAMIC MODEL OF POSSIBLE FLOODING OF AN INDUSTRIAL PLATFORM OF THE ZAPOROZHYE NUCLEAR POWER PLANT AT JOINT IMPACT OF A BEYOND DESIGN BASIS EARTHQUAKE AND A TORNADO IN A POND COOLER In offered article authors analyze possibility of flooding of an industrial platform of the Zaporozhye nuclear power plant at joint beyond design seismic and a tornado influence. On the basis of the developed hydrodynamic model and calculated feasibility criteria of possible flooding of an industrial platform of the Zaporozhye nuclear power plant depending on a response of acceleration and duration of seismic influence and also on the tornado power in the pond cooler and configuration of an industrial platform are defined. The offered study can be used by the implementation of the Plan of measures for further safety improvement of power units of the Ukrainian nuclear power plants taking into account accident lessons on the Fukushima-Daiichi nuclear power plant, approved by the operating organization (GC NNEGC "Energoatom") and regulator (SNRCU). Keywords: нydrodynamic model, earthquake, tornado, pond cooler. REFERENCES 1. National report. Results of realization "stress tests" //State inspection of the nuclear adjusting of Ukraine. — 2011. 2. Guidance on safety of RB-022-01. To recommendation as evaluated by descriptions of tornado for the objects of the use of atomic energy of / Gosatomnadzor Russia. - 2002. (Rus) 3. Skalozubov V.I., Kozlov I.L., Gablaia T.V. et al. Tsunami inundation method NPP industrial site in Fukushima- Daiichi // Problemy bezpeky atomnyh electrostantsiy і Chornobyilya (Problems of nuclear power plants and of Chornobyl). - 2013. - Iss. 21. - P. 27 - 32. (Rus) Надійшла 07.05.14 Received 07.05.14

Гидродинамическая модель возможного затопления промплощадки Запорожской АЭС при совместном воздействии запроектного землетрясения и смерча в пруде-охладителе

Репозитарії

Схожі ресурси