Экспериментальная установка и автоматизированная система сбора и обработки информации для моделирования аварийных теплогидравлических процессов
В работе дано краткое описание экспериментальной установки и автоматизированной системы сбора и обработки данных теплофизических измерений, показаны особенности моделирования теплогидравлических процессов в замкнутом циркуляционном контуре высокого давления при стационарных, нестационарных и аварийн...
Збережено в:
| Дата: | 2007 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2007
|
| Назва видання: | Промышленная теплотехника |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61256 |
| 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: | Экспериментальная установка и автоматизированная система сбора и обработки информации для моделирования аварийных теплогидравлических процессов / И.А. Попов, Е.Д. Домашев, Е.Н. Сычев, А.А. Журавлев // Промышленная теплотехника. — 2007. — Т. 29, № 2. — С. 62-68. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-61256 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-612562025-02-09T10:09:07Z Экспериментальная установка и автоматизированная система сбора и обработки информации для моделирования аварийных теплогидравлических процессов Experimental equipment and automatic system to collect and process information for emergency thermohydravlic processes modeling Попов, И.А. Домашев, Е.Д. Сычев, Е.Н. Журавлев, А.А. Атомная энергетика В работе дано краткое описание экспериментальной установки и автоматизированной системы сбора и обработки данных теплофизических измерений, показаны особенности моделирования теплогидравлических процессов в замкнутом циркуляционном контуре высокого давления при стационарных, нестационарных и аварийных режимах. У роботі дано короткий опис експериментальної установки і автоматизованої системи збору та обробки даних теплофізичних вимірів, показано особливості моделювання теплогідравлічних процесів у замкнутому циркуляційному контурі високого тиску при стаціонарних, нестаціонарних і аварійних режимах. The brief description of experimental equipment and automatic data processing system for thermophysics measurements are presented. The main features for thermohydravlic processes modeling in close mounted high pressure circulation circuit under stationary, transient and emergency conditions are showed. 2007 Article Экспериментальная установка и автоматизированная система сбора и обработки информации для моделирования аварийных теплогидравлических процессов / И.А. Попов, Е.Д. Домашев, Е.Н. Сычев, А.А. Журавлев // Промышленная теплотехника. — 2007. — Т. 29, № 2. — С. 62-68. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61256 621.039.55.001.57;52 ru Промышленная теплотехника application/pdf Інститут технічної теплофізики НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Атомная энергетика Атомная энергетика |
| spellingShingle |
Атомная энергетика Атомная энергетика Попов, И.А. Домашев, Е.Д. Сычев, Е.Н. Журавлев, А.А. Экспериментальная установка и автоматизированная система сбора и обработки информации для моделирования аварийных теплогидравлических процессов Промышленная теплотехника |
| description |
В работе дано краткое описание экспериментальной установки и автоматизированной системы сбора и обработки данных теплофизических измерений, показаны особенности моделирования теплогидравлических процессов в замкнутом циркуляционном контуре высокого давления при стационарных, нестационарных и аварийных режимах. |
| format |
Article |
| author |
Попов, И.А. Домашев, Е.Д. Сычев, Е.Н. Журавлев, А.А. |
| author_facet |
Попов, И.А. Домашев, Е.Д. Сычев, Е.Н. Журавлев, А.А. |
| author_sort |
Попов, И.А. |
| title |
Экспериментальная установка и автоматизированная система сбора и обработки информации для моделирования аварийных теплогидравлических процессов |
| title_short |
Экспериментальная установка и автоматизированная система сбора и обработки информации для моделирования аварийных теплогидравлических процессов |
| title_full |
Экспериментальная установка и автоматизированная система сбора и обработки информации для моделирования аварийных теплогидравлических процессов |
| title_fullStr |
Экспериментальная установка и автоматизированная система сбора и обработки информации для моделирования аварийных теплогидравлических процессов |
| title_full_unstemmed |
Экспериментальная установка и автоматизированная система сбора и обработки информации для моделирования аварийных теплогидравлических процессов |
| title_sort |
экспериментальная установка и автоматизированная система сбора и обработки информации для моделирования аварийных теплогидравлических процессов |
| publisher |
Інститут технічної теплофізики НАН України |
| publishDate |
2007 |
| topic_facet |
Атомная энергетика |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61256 |
| citation_txt |
Экспериментальная установка и автоматизированная система сбора и обработки информации для моделирования аварийных теплогидравлических процессов / И.А. Попов, Е.Д. Домашев, Е.Н. Сычев, А.А. Журавлев // Промышленная теплотехника. — 2007. — Т. 29, № 2. — С. 62-68. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
| series |
Промышленная теплотехника |
| work_keys_str_mv |
AT popovia éksperimentalʹnaâustanovkaiavtomatizirovannaâsistemasboraiobrabotkiinformaciidlâmodelirovaniâavarijnyhteplogidravličeskihprocessov AT domaševed éksperimentalʹnaâustanovkaiavtomatizirovannaâsistemasboraiobrabotkiinformaciidlâmodelirovaniâavarijnyhteplogidravličeskihprocessov AT syčeven éksperimentalʹnaâustanovkaiavtomatizirovannaâsistemasboraiobrabotkiinformaciidlâmodelirovaniâavarijnyhteplogidravličeskihprocessov AT žuravlevaa éksperimentalʹnaâustanovkaiavtomatizirovannaâsistemasboraiobrabotkiinformaciidlâmodelirovaniâavarijnyhteplogidravličeskihprocessov AT popovia experimentalequipmentandautomaticsystemtocollectandprocessinformationforemergencythermohydravlicprocessesmodeling AT domaševed experimentalequipmentandautomaticsystemtocollectandprocessinformationforemergencythermohydravlicprocessesmodeling AT syčeven experimentalequipmentandautomaticsystemtocollectandprocessinformationforemergencythermohydravlicprocessesmodeling AT žuravlevaa experimentalequipmentandautomaticsystemtocollectandprocessinformationforemergencythermohydravlicprocessesmodeling |
| first_indexed |
2025-11-25T17:31:45Z |
| last_indexed |
2025-11-25T17:31:45Z |
| _version_ |
1849784441186025472 |
| fulltext |
АЭС. РД ЭО ; 0186;00. – М.: Концерн “Росэнер;
гоатом”, 2000.
12. РД 34.17.439�96. Методические указания
по техническому диагностированию и продле;
нию срока службы сосудов, работающих под дав;
лением. – М.: 1996. – 56 с.
13. Положение о системе технического диа;
гностирования паровых и водогрейных котлов
промышленной энергетики. – М.: 1993. – 64 с.
14. Оборудование и трубопроводы АЭУ. Свар;
ные соединения и наплавки. Правила контроля.
ПНАЭ Г;7;010;89.
15. Система неразрушающего контроля. Ме;
тод акустической эмиссии: Сборник документов.
Серия 28 выпуск 2. М.: НТЦ по безопасности про;
мышленности Госгортехнадзора России, 2001. –
220 с.
Получено 03.10.2005 г.
62 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 2
АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
У роботі дано короткий опис експери)
ментальної установки і автоматизованої
системи збору та обробки даних теп)
лофізичних вимірів, показано особли)
вості моделювання теплогідравлічних
процесів у замкнутому циркуляційному
контурі високого тиску при стаціонар)
них, нестаціонарних і аварійних режи)
мах. В експериментальній установці ви)
користовуються оригінальні оптичні
методи виміру температури ТВЕЛ і па)
ровмісту теплоносія.
В работе дано краткое описание экс)
периментальной установки и автомати)
зированной системы сбора и обработки
данных теплофизических измерений,
показаны особенности моделирования
теплогидравлических процессов в за)
мкнутом циркуляционном контуре высо)
кого давления при стационарных, не)
стационарных и аварийных режимах. В
экспериментальной установке исполь)
зуются оригинальные оптические мето)
ды измерения температуры ТВЭЛ и па)
росодержания теплоносителя.
The brief description of experimental
equipment and automatic data processing
system for thermophysics measurements
are presented. The main features for ther)
mohydravlic processes modeling in close
mounted high pressure circulation circuit
under stationary, transient and emergency
conditions are showed. The experimental
equipment is based on the original optical
methods for heart)releasing element tem)
perature and steam content of coolant
measuring.
УДК: 621.039.55.001.57;52
ПОПОВ И.А.1, ДОМАШЕВ Е.Д.2,
СЫЧЕВ Е.Н.1, ЖУРАВЛЕВ А.А.1
1Севастопольский национальный университет ядерной энергии и промышленности
2Институт технической теплофизики НАН Украины
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА СБОРА И
ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ
АВАРИЙНЫХ ТЕПЛОГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Cp – удельная теплоемкость жидкости;
Р – давление;
Q – тепловая мощность;
q – плотность теплового потока;
Θ – предельная температура;
Stж – число Стантона;
T – температура;
t – время;
tАЗ – момент срабатывания;
w – скорость потока;
ϕ – паросодержание;
ρж – плотность жидкости;
АЦП – аналого;цифровой преобразователь;
АЗ – аварийная защита;
Введение
В Севастопольском национальном универси;
тете ядерной энергии и промышленности разра;
ботана и построена экспериментальная установка
для моделирования стационарных и нестацио;
нарных теплогидравлических процессов и веро;
ятных аварийных режимов в кольцевой тепловы;
деляющей сборке водо;водяного энергетического
ядерного реактора.
В экспериментальной установке применяются
оптический датчик температуры, детектирую;
щий тепловое излучение от внутренней полости
тепловыделяющего элемента и оптический метод
измерения паросодержания потока теплоносите;
ля. Указанные методы измерений позволяют в
реальном масштабе времени регистрировать
чрезвычайно важные экспериментальные дан;
ные о быстрых переходных процессах в кольце;
вом канале тепловыделяющей сборки при кри;
зисном и закризисном режимах.
1. Постановка задачи
Тяжелая авария водо;водяного энергетическо;
го реактора, вызванная разгерметизацией перво;
го контура даже при своевременном сбросе ава;
рийной защиты приводит к выбегу температуры
ТВС, что может привести к плавлению оболочки
ТВЭЛ или даже ее воспламенению при отсутст;
вии достаточного охлаждения.
Проблема исследования теплофизических
процессов при аварийных режимах в каналах ак;
тивной зоны ВВЭР сводится к решению двух за;
дач теплообмена: внутренней и внешней. Под
внутренней задачей понимается оценка темпера;
турного поля ТВЭЛ, а решение внешней задачи
сводится к определению структуры потока теп;
лоносителя, охлаждающего ТВЭЛ. К числу изу;
чаемых относятся вопросы, связанные с опреде;
лением границ начала интенсивного поверхност;
ного кипения и начала объёмного кипения,
идентификации кризиса кипения и исследова;
ния кинематических характеристик паровых пу;
зырей при поверхностном и объёмном кипении.
Для разработки математических моделей со;
стояния ТВС необходимы результаты экспери;
ментальных исследований быстрых теплогидрав;
лических процессов в ТВС при аварийных
режимах, вызванных различными внешними и
внутренними возмущениями (разгерметизация
контура, высвобождение мощности, остановка
циркуляционных насосов и др.) [1]. Обеспечение
задач как физического, так и математического
моделирования аварийных режимов в ТВС ВВЭР
настоятельно требует создания специализиро;
ванных экспериментальных теплофизических
установок.
2. Краткое описание
экспериментальной установки
Основой экспериментальной установки явля;
ется циркуляционный контур высотой около 4
метров (рис. 1). В нижней части циркуляционно;
го контура установки смонтирован эксперимен;
тальный участок 1, имеющий вид массивного
кольцевого канала с центральным тепловыделя;
ющим элементом. Кольцевой канал переходит в
подъемный (тяговый) участок 2, на котором па;
роводяная смесь является подъемной силой при
режимах с естественной циркуляцией. Верхняя
часть тягового участка имеет компенсатор давле;
ния 3 и переливное устройство для отвода воды в
опускной канал 4. В опускном канале поток воды
проходит через теплообменник, охлаждаемый
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 2 63
АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
ВВЭР – водо;водяной энергетический реактор;
НУ – нормирующий усилитель;
САФЭ – система автоматизации физического
эксперимента;
СТЗ – система технического зрения;
ТВС – тепловыделяющая сборка;
ТВЭЛ – тепловыделяющий элемент;
УСИ – устройство сбора информации;
ФЭУ – фотоэлектрический умножитель;
ЦН – циркуляционный насос;
ЭУ – электронное устройство.
Индексы:
о – начальный;
вх – на входе;
ж – жидкость;
s – насыщение.
встречным потоком обычного или увлажненного
воздуха. Охлаждение опускного потока воды воз;
духом способствует получению плавных дина;
мических характеристик циркуляционного кон;
тура установки. После опускного канала поток
воды попадает в циркуляционный насос 5. При
естественной циркуляции поток теплоносителя
имеет возможность проходить в обход циркуля;
ционного насоса. Измерение расхода осуществ;
ляется с помощью датчиков расхода двух типов
(трубка ВТИ или прецизионный датчик турбин;
ного типа).
Главной особенностью кольцевого канала
ТВС является наличие прозрачного участка, уп;
лотненного в корпусе толстыми оптическими
стеклами, рассчитанными на давление до 15,0
МПа. Луч света от источника, проходящий через
прозрачный участок кольцевого канала, попада;
ет на приемное устройство (детектор) и далее че;
рез аналого;цифровой преобразователь в ЭВМ.
Данная оптико;электронная система, называе;
мая системой технического зрения, предназначе;
на для измерения истинного паросодержания в
пароводяном потоке. С помощью этой системы
64 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 2
АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
Рис. 1. Принципиальная схема экспериментальной установки:
1 – экспериментальный участок; 2 – подъемный участок; 3 – компенсатор давления;
4 – опускной канал; 5 – циркуляционный насос; 6, 10, 12, 13, 16, 19, 21 – клапаны; 7 – дроссельная
шайба; 8 – подогреватель; 9 – расходомер; 11 – охладитель; 14 – воздуходувка; 15 – баллон с азотом
высокого давления; 17 – ресивер; 18 – распылитель воды; 20 � змеевик; 22, 23 – ФЭУ;
24 – источник света; 25 – линза; САФЭ – Система автоматизации физического эксперимента.
возможно изучение и измерение внутренних ха;
рактеристик процессов кипения (показатели па;
росодержания и скольжения паровых пузырь;
ков); изучение процессов конденсации паровых
пузырьков в недогретой жидкости.
Методика измерения температуры тепловыде;
ляющего элемента, как было сказано ранее, от;
личается от традиционно используемых методов
и основана на измерении теплового излучения от
внутренней полости ТВЭЛ. Для этого в верхней
торцевой части экспериментального участка 1
установлен датчик измерения теплового излуче;
ния от горячего пятна внутренней полости
ТВЭЛ. Сигнал датчика детектируется фотоэлек;
тронным умножителем, усиливается и затем через
АЦП поступает в ЭВМ. При достижении пре;
дельной температуры ТВЭЛ (Θпред = 650 оС) сра;
батывает аварийная защита, отключающая элект;
рическую цепь генератора тока нагревателя.
Экспериментальная установка отвечает совре;
менным требованиям и действует совместно с
системой автоматизации физического экспери;
мента. Применение безынерционных оптичес;
ких каналов измерения температуры ТВЭЛ и па;
росодержания теплоносителя позволяет с
достаточной скоростью измерять и фиксировать
опытные данные о процессах теплообмена в
ТВС. Подобная измерительная информация мо;
жет быть использована для определения вектора
состояния безопасности ТВС.
3. Система автоматизации физического
эксперимента
Краткая характеристика системы
При проведении теплофизического экспери;
мента, связанного с исследованием аварийных
режимов, требуется регистрация многих быстро;
меняющихся параметров и оперативное управле;
ние состоянием установки со скоростью, которая
находится за пределами возможностей человека.
Для решения этих задач была разработана систе;
ма автоматизированного сбора, обработки и хра;
нения информации, которая может выполнять
следующие функции:
; преобразование аналоговых сигналов
средств измерений в цифровую форму и переда;
чу цифрового кода ЭВМ;
; сбор, регистрацию и хранение эксперимен;
тальных данных;
; статистическую обработку и экспресс;анализ
серий данных эксперимента;
; вывод данных на дисплей или другие средст;
ва вывода;
; автоматизированное управление экспери;
ментом по разработанной программе.
Описываемая измерительная система получи;
ла название “Система автоматизации физичес;
кого эксперимента”. САФЭ конструктивно пред;
ставляет собой систему, состоящую из двух
взаимодействующих ЭВМ – персональных ком;
пьютеров, аналого;цифрового преобразователя и
устройства сбора информации от первичных дат;
чиков;преобразователей.
Использование ЭВМ позволило:
; осуществить диалоговый режим управления
работой установки;
; получить и накапливать экспериментальные
данные от установки, осуществлять коррекцию с
целью уменьшения погрешностей измеритель;
ного тракта;
; обрабатывать данные в соответствии с задан;
ным алгоритмом;
; производить тестирование системы;
; вести базы данных, готовить и редактировать
протоколы исследований.
Оператор САФЭ может в диалоговом режиме
задать или выбрать:
; вид аварийного режима (разрыв контура, ос;
тановка ЦН, высвобождение большой тепловой
мощности, воздействие набросов и сбросов дав;
ления);
; значение скорости наброса или сброса теп;
ловой нагрузки на ТВЭЛ;
; значение предельной температуры ТВЭЛ;
; количество измеряемых параметров и часто;
ту опроса датчиков;
; продолжительность периода накопления
данных.
Предварительная обработка данных по вы;
бранному параметру включает в себя выбор ин;
тервала дискретности изменения параметров и
расчет полного набора статистических характе;
ристик.
В ходе теплофизического эксперимента осу;
ществляется сбор информации в течение назна;
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 2 65
АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
чаемого периода времени с заданным интерва;
лом повторения серии следующих операций:
; опрос измерительных датчиков установки и
преобразование сигналов датчиков в значения
соответствующих физических величин;
; цифровое и графическое отображение исследу;
емых и эксплуатационных параметров на дисплее;
; запись информации от датчиков и данных о
режиме работы установки на внешние носители
для долговременного хранения.
Общая организация вычислительного процесса
Структурная схема системы автоматизации
физического эксперимента имеет вид, показан;
ный на рис. 2.
В состав системы входят программное обеспе;
чение и аппаратные средства (блок нормирую;
щих усилителей, ЭВМ, модули АЦП и PIOAD).
Аппаратные средства САФЭ обеспечивают
сбор данных от экспериментальной установки.
Выходные аналоговые сигналы от установки –
меняющиеся значения напряжений и токов от
первичных датчиков – сначала поступают на
входы блока нормирующих усилителей. В блоке
НУ выполняются преобразования входных сиг;
налов вида: “напряжение – напряжение” и “ток
– напряжение” и усиление преобразованных
сигналов с приведением диапазона их изменения
к диапазону преобразования АЦП и подавлени;
ем синфазных помех. В соответствии с имеющи;
мися датчиками установки все НУ разделены на
следующие группы:
; НУ Тт, НУ Θ – НУ для датчиков температур
теплоносителя и ТВЭЛ (по 6 шт.);
; НУ Р, НУ ΔP – НУ для датчиков давления и
перепада давления (по 4 шт.);
; НУ N – НУ для датчиков мощности (2 шт);
; НУ ТХ – НУ для датчика температуры холод;
ного спая термопар (соответствует температуре
окружающей среды).
После усиления сигналы из блока НУ подают;
ся на входы модуля многофункционального 16;
канального многопредельного 12;разрядного
АЦП, из которого оцифрованные данные посту;
пают в ЭВМ. Управление коммутацией каналов
НУ осуществляется ЭВМ через модуль адаптера
параллельного ввода;вывода PIOAD (Parallel
Input/Output Adapter).
Схема выработки сигнала аварийной защиты
от пережога ТВЭЛ также находится в блоке НУ.
Срабатывание АЗ может происходить по сигналу
от любой из термопар, измеряющих температуру
оболочки ТВЭЛ, или по сигналу от детектора
теплового излучения ТВЭЛ.
Тестирование детектора теплового излучения
ТВЭЛ при изменении удельной тепловой нагрузки
ТВЭЛ в пределах (2…5)106 Вт/м2 показало практи;
ческую безынерционность данного измерительно;
го канала. На рис. 3 приведены графики измене;
ния подвода электрической мощности к ТВС (Q) и
температуры ТВЭЛ (Θ) при различных значениях
плотности теплового потока (q) через стенку ТВЭЛ
и температуры теплоносителя (Твх) на входе в ТВС.
При достижении предельной температуры ТВЭЛ
происходит не мгновенное отключение, а экспо;
ненциальное снижение подводимой мощности.
Как видно из рис. 3, в каждом из опытов имеет ме;
сто выбег температуры ТВЭЛ после отключения
тепловой нагрузки. На исследуемых температур;
ных кривых (Θ) заметно влияние процесса кон;
денсации паровых включений, отражающее кри;
зисные и закризисные состояния. Длительность
переходных процессов составляет порядка 0,1 с.
4. Анализ экспериментальных данных
Проведенные на экспериментальной установке
исследования показали, что в системе “поток теп;
лоносителя – стенка ТВЭЛ” имеют место режимы
пленочного кипения. При этом, поскольку стенка
66 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 2
АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
Рис. 2. Структурная схема САФЭ
(канал измерения паросодержания не показан).
ТВЭЛ является тонкой, то с достаточной степенью
точности можно пренебречь изменением темпера;
туры по толщине стенки и перетоками теплоты по
длине ТВЭЛ. В результате уравнение баланса теп;
лоты для стенки ТВЭЛ может быть записано с ис;
пользованием числа Стантона (Stж) в форме [2]:
Stж = qст /[cpρжwж(Ts – Tж)]. (1)
В результате обработки опытных данных по
формуле (1) получены графики (рис. 4), характе;
ризующие зависимость безразмерного теплового
потока (Stж) от скорости изменения температуры
ТВЭЛ (Θ′) в диапазоне давлений 0,2…2,5 МПа [3].
Результаты проведенных исследований позво;
ляют дать ответ на один из спорных вопросов тео;
рии кипения – оказывает ли влияние скорость на;
грева стенки (Θ′ = dΘ/dt) на теплообмен в областях
переходного и пленочного режимов кипения. В
наших экспериментах темп нагрева и охлаждения
стенки достигал значений Θ ≥ 8000 град/с (рис. 4).
Это значение на порядок выше, чем в опытах, вы;
полненных в работе [2], авторы которой пришли к
выводу об отсутствии влияния степени нестацио;
нарности (скорости изменения температуры
ТВЭЛ Θ′) на режим пленочного кипения. Кроме
того, в наших экспериментах применение быстро;
действующей (t ~ 10–5с) системы измерения тем;
пературы ТВЭЛ позволило избежать динамичес;
ких ошибок в измерении темпа нагрева ТВЭЛ.
Как следует из рис. 4, поле опытных данных делит;
ся на две области условной границей Θ′ = 1200 град/с.
В левой области имеют место значительные измене;
ния критерия Stж в зависимости от скорости измене;
ния температуры стенки ТВЭЛ. В правой области
критерий Stж практически не зависит от скорости из;
менения температуры оболочки ТВЭЛ. Эта область
относится к пленочному режиму кипения, который
характерен для большинства аварийных ситуаций.
Выводы
1. Постоянство числа Стантона, полученное
из наших опытов при условии Θ′ >8000 град/с,
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 2 67
АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
Рис. 3. Динамика воздействия тепловой
мощности (Q) на температуру ТВЭЛ (ΘΘ):
tАЗ – момент срабатывания АЗ при ΘΘ = 650 оС,
а) Р0 = 2,5 МПа, q = 3,2 106 Вт/м2 , Твх = 197 оС;
б) Р0 = 1,5 МПа, q = 3,57 106 Вт/м2 , Твх = 186 оС;
в) Р0 = 0,92 МПа, q = 3,73 106 Вт/м2 , Твх = 133 оС;
г) Р0 = 0,2 МПа, q = 4,16 106 Вт/м2 , Твх = 112 оС.
Рис. 4. Зависимость Stж = f( ΘΘ′′ ):
1 – Р = 2,5 МПа; 2 – 1,5; 3 – 0,2.
говорит о пленочном характере режима кипения
при температуре ТВЭЛ, равной 650…700 оС и бо;
лее. Это обстоятельство в одномерном приближе;
нии моделирования краевой задачи теплообмена
в одиночном канале может быть интерпретирова;
но как независимость от тепловых граничных ус;
ловий.
2. Экспериментальная установка может быть
использована для исследования теплогидравли;
ческих процессов при кипении, кризисе кипения
и закризисных режимах в широких диапазонах
значений давления Р (0,1…15,0 МПа), теплового
потока q ((0,1…5) 106 Вт/м2) и паросодержания
ϕ(0,01…0,9).
3. Система автоматизации эксперимента и
оригинальные оптические системы измерения
температуры ТВЭЛ и паросодержания теплоно;
сителя создают новые возможности для исследо;
вания теплофизических процессов в аварийных
режимах.
ЛИТЕРАТУРА
1. Лабунцов Д.А., Муратова Т.М. О модели;
ровании аварий в системах ЯЭУ. //Теплоэнерге;
тика. – 1992. – № 10. – С. 18–22.
2. Кошкин В.Х, Каменин Э.К. и др. Нестацио;
нарный теплообмен. – М.: Машиностроение,
1973. – 316 с.
3. Попов И.А., Сайда Д.М., Быковский Ю.М.
Оценка безопасности и управления ТВС ядерно;
го реактора по кривой кипения. В кн. “Теплофи;
зические аспекты безопасности ВВЭР”. Тр. меж;
дунар. конф., т.1, Обнинск, 1995, С.107;116.
Получено 25.11.2005 г.
68 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 2
АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
|