ПІДХОДИ МОДЕЛЮВАННЯ УМОВ ТЕРМОАКУСТИЧНОЇ НЕСТІЙКОСТІ В НЕРІВНОВАЖНОМУ ДВОФАЗНОМУ ТЕПЛОНОСІЇ ЯДЕРНИХ РЕАКТОРІВ
The occurrence of thermoacoustic instability in the non-equilibrium two-phase flow of the coolant can significantly affect the reliability and integrity of the nuclear reactor's internal devices. At present, the development of adequate and justified methods for modeling thermoacoustic instabili...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Institute of Engineering Thermophysics of NAS of Ukraine
2023
|
| Онлайн доступ: | https://ihe.nas.gov.ua/index.php/journal/article/view/528 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Thermophysics and Thermal Power Engineering |
Репозитарії
Thermophysics and Thermal Power Engineering| _version_ | 1856543847127973888 |
|---|---|
| author | Kondratyk, V.A. Skalozubov, V.I. Komarov, U.O. Kosenko, S.I. Konshin, V.I. |
| author_facet | Kondratyk, V.A. Skalozubov, V.I. Komarov, U.O. Kosenko, S.I. Konshin, V.I. |
| author_sort | Kondratyk, V.A. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2025-02-22T17:42:35Z |
| description | The occurrence of thermoacoustic instability in the non-equilibrium two-phase flow of the coolant can significantly affect the reliability and integrity of the nuclear reactor's internal devices. At present, the development of adequate and justified methods for modeling thermoacoustic instability in the active zone of a nuclear reactor is an urgent issue. The purpose of the study is to develop a criterion method for determining the conditions for the occurrence of TAN in the active zone of nuclear reactors, which will increase operational safety and provide an opportunity to develop an operational system for diagnosing the conditions of TAN in the active zone of high-power reactor installations. For the conditions of transient and emergency modes of nuclear power plants with VVER, the thermodynamic approach of determining the conditions for the occurrence of thermoacoustic instability of a non-equilibrium two-phase coolant is more justified. Based on the thermodynamic approach, the conditions of thermoacoustic instability of the coolant in the active zone of the reactor were obtained. They depend on the defining thermodynamic parameters – reactor power, coolant consumption, pressure and temperature of the coolant at the entrance and exit of the active zone. It was established that in the nominal operating mode of the reactor, the coolant is stable with respect to thermoacoustic fluctuations. Based on the analysis of the well-known resonance approach to modeling the conditions for the occurrence of thermoacoustic instability (on the example of a single condensing bubble), it was established that the resonance effects of the coincidence of the frequency of propagation of acoustic waves and the frequency of condensation of steam bubbles can be significant for relatively short channels (less than 1 m) at relatively low pressures. For the conditions of transient and emergency modes of nuclear power plants with VVER, the thermodynamic approach of determining the conditions for the occurrence of thermoacoustic instability of a non-equilibrium two-phase coolant, based on the regularities of the conditions for the occurrence of oscillatory processes during acoustic perturbations of the thermodynamic parameters of the coolant flow in the active zone of a nuclear reactor, is more justified. |
| first_indexed | 2025-12-17T13:55:56Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs2.ihenasgovua.s43.yourdomain.com.ua:article-528 |
| institution | Thermophysics and Thermal Power Engineering |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-17T13:55:56Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Institute of Engineering Thermophysics of NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs2.ihenasgovua.s43.yourdomain.com.ua:article-5282025-02-22T17:42:35Z APPROACHES TO MODELING CONDITIONS OF THERMOACOUSTIC INSTABILITY IN NON-EQUILIBRIUM TWO-PHASE COOLANT OF NUCLEAR REACTORS ПІДХОДИ МОДЕЛЮВАННЯ УМОВ ТЕРМОАКУСТИЧНОЇ НЕСТІЙКОСТІ В НЕРІВНОВАЖНОМУ ДВОФАЗНОМУ ТЕПЛОНОСІЇ ЯДЕРНИХ РЕАКТОРІВ Kondratyk, V.A. Skalozubov, V.I. Komarov, U.O. Kosenko, S.I. Konshin, V.I. The occurrence of thermoacoustic instability in the non-equilibrium two-phase flow of the coolant can significantly affect the reliability and integrity of the nuclear reactor's internal devices. At present, the development of adequate and justified methods for modeling thermoacoustic instability in the active zone of a nuclear reactor is an urgent issue. The purpose of the study is to develop a criterion method for determining the conditions for the occurrence of TAN in the active zone of nuclear reactors, which will increase operational safety and provide an opportunity to develop an operational system for diagnosing the conditions of TAN in the active zone of high-power reactor installations. For the conditions of transient and emergency modes of nuclear power plants with VVER, the thermodynamic approach of determining the conditions for the occurrence of thermoacoustic instability of a non-equilibrium two-phase coolant is more justified. Based on the thermodynamic approach, the conditions of thermoacoustic instability of the coolant in the active zone of the reactor were obtained. They depend on the defining thermodynamic parameters – reactor power, coolant consumption, pressure and temperature of the coolant at the entrance and exit of the active zone. It was established that in the nominal operating mode of the reactor, the coolant is stable with respect to thermoacoustic fluctuations. Based on the analysis of the well-known resonance approach to modeling the conditions for the occurrence of thermoacoustic instability (on the example of a single condensing bubble), it was established that the resonance effects of the coincidence of the frequency of propagation of acoustic waves and the frequency of condensation of steam bubbles can be significant for relatively short channels (less than 1 m) at relatively low pressures. For the conditions of transient and emergency modes of nuclear power plants with VVER, the thermodynamic approach of determining the conditions for the occurrence of thermoacoustic instability of a non-equilibrium two-phase coolant, based on the regularities of the conditions for the occurrence of oscillatory processes during acoustic perturbations of the thermodynamic parameters of the coolant flow in the active zone of a nuclear reactor, is more justified. Виникнення термоакустичної нестійкості в нерівноважному двофазному потоці теплоносія може істотно впливати на надійність і цілісність внутрішньокорпусних пристроїв ядерного реактора. На даний час актуальним питанням є розробка адекватних та обґрунтованих методів моделювання термоакустичної нестійкості в активній зоні ядерного реактора. Для умов перехідних і аварійних режимів ядерних енергоустановок із ВВЕР більш обґрунтованим є термодинамічний підхід визначення умов виникнення термоакустичної нестійкості нерівноважного двофазного теплоносія. Він заснований на закономірностях умов виникнення коливальних процесів при акустичних обуреннях термодинамічних параметрів потоку теплоносія в активній зоні ядерного реактора. Institute of Engineering Thermophysics of NAS of Ukraine 2023-02-08 Article Article application/pdf https://ihe.nas.gov.ua/index.php/journal/article/view/528 10.31472/ttpe.1.2023.11 Thermophysics and Thermal Power Engineering; Vol 45 No 1 (2023): Thermophysics and Thermal Power Engineering; 91-96 Теплофизика и Теплоэнергетика; Vol 45 No 1 (2023): Thermophysics and Thermal Power Engineering; 91-96 Теплофізика та Теплоенергетика; Vol 45 No 1 (2023): Thermophysics and Thermal Power Engineering; 91-96 2663-7235 uk https://ihe.nas.gov.ua/index.php/journal/article/view/528/452 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | Kondratyk, V.A. Skalozubov, V.I. Komarov, U.O. Kosenko, S.I. Konshin, V.I. ПІДХОДИ МОДЕЛЮВАННЯ УМОВ ТЕРМОАКУСТИЧНОЇ НЕСТІЙКОСТІ В НЕРІВНОВАЖНОМУ ДВОФАЗНОМУ ТЕПЛОНОСІЇ ЯДЕРНИХ РЕАКТОРІВ |
| title | ПІДХОДИ МОДЕЛЮВАННЯ УМОВ ТЕРМОАКУСТИЧНОЇ НЕСТІЙКОСТІ В НЕРІВНОВАЖНОМУ ДВОФАЗНОМУ ТЕПЛОНОСІЇ ЯДЕРНИХ РЕАКТОРІВ |
| title_alt | APPROACHES TO MODELING CONDITIONS OF THERMOACOUSTIC INSTABILITY IN NON-EQUILIBRIUM TWO-PHASE COOLANT OF NUCLEAR REACTORS |
| title_full | ПІДХОДИ МОДЕЛЮВАННЯ УМОВ ТЕРМОАКУСТИЧНОЇ НЕСТІЙКОСТІ В НЕРІВНОВАЖНОМУ ДВОФАЗНОМУ ТЕПЛОНОСІЇ ЯДЕРНИХ РЕАКТОРІВ |
| title_fullStr | ПІДХОДИ МОДЕЛЮВАННЯ УМОВ ТЕРМОАКУСТИЧНОЇ НЕСТІЙКОСТІ В НЕРІВНОВАЖНОМУ ДВОФАЗНОМУ ТЕПЛОНОСІЇ ЯДЕРНИХ РЕАКТОРІВ |
| title_full_unstemmed | ПІДХОДИ МОДЕЛЮВАННЯ УМОВ ТЕРМОАКУСТИЧНОЇ НЕСТІЙКОСТІ В НЕРІВНОВАЖНОМУ ДВОФАЗНОМУ ТЕПЛОНОСІЇ ЯДЕРНИХ РЕАКТОРІВ |
| title_short | ПІДХОДИ МОДЕЛЮВАННЯ УМОВ ТЕРМОАКУСТИЧНОЇ НЕСТІЙКОСТІ В НЕРІВНОВАЖНОМУ ДВОФАЗНОМУ ТЕПЛОНОСІЇ ЯДЕРНИХ РЕАКТОРІВ |
| title_sort | підходи моделювання умов термоакустичної нестійкості в нерівноважному двофазному теплоносії ядерних реакторів |
| url | https://ihe.nas.gov.ua/index.php/journal/article/view/528 |
| work_keys_str_mv | AT kondratykva approachestomodelingconditionsofthermoacousticinstabilityinnonequilibriumtwophasecoolantofnuclearreactors AT skalozubovvi approachestomodelingconditionsofthermoacousticinstabilityinnonequilibriumtwophasecoolantofnuclearreactors AT komarovuo approachestomodelingconditionsofthermoacousticinstabilityinnonequilibriumtwophasecoolantofnuclearreactors AT kosenkosi approachestomodelingconditionsofthermoacousticinstabilityinnonequilibriumtwophasecoolantofnuclearreactors AT konshinvi approachestomodelingconditionsofthermoacousticinstabilityinnonequilibriumtwophasecoolantofnuclearreactors AT kondratykva pídhodimodelûvannâumovtermoakustičnoínestíjkostívnerívnovažnomudvofaznomuteplonosííâdernihreaktorív AT skalozubovvi pídhodimodelûvannâumovtermoakustičnoínestíjkostívnerívnovažnomudvofaznomuteplonosííâdernihreaktorív AT komarovuo pídhodimodelûvannâumovtermoakustičnoínestíjkostívnerívnovažnomudvofaznomuteplonosííâdernihreaktorív AT kosenkosi pídhodimodelûvannâumovtermoakustičnoínestíjkostívnerívnovažnomudvofaznomuteplonosííâdernihreaktorív AT konshinvi pídhodimodelûvannâumovtermoakustičnoínestíjkostívnerívnovažnomudvofaznomuteplonosííâdernihreaktorív |