Применение модели деформации оболочек твэлов расчетного кода RELAP5/MOD3.2 для топлива реакторов ВВЭР-1000 при анализе проектных аварий

Применение модели деформации оболочек твэлов расчетного кода RELAP5/MOD3.2 для топлива реакторов ВВЭР-1000 при анализе проектных аварий

Используя экспериментальные данные и упрощенную модель канала тепловыделяющей сборки активной зоны, исследуется применимость встроенной модели деформации оболочки твэла расчетного кода RELAP5/MOD3.2 для топлива ВВЭР-1000 с оболочками из сплава Zr+1 %Nb. Применимость модели проверена для степени блок...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2016
Hauptverfasser: Воробьев, Ю.Ю., Жабин, О.И., Франкова, М.В.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України 2016
Schriftenreihe:Ядерна та радіаційна безпека
Online Zugang:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/129822
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Применение модели деформации оболочек твэлов расчетного кода RELAP5/MOD3.2 для топлива реакторов ВВЭР-1000 при анализе проектных аварий / Ю.Ю. Воробьев, О.И. Жабин, М.В. Франкова // Ядерна та радіаційна безпека. — 2016. — № 3. — С. 19-22. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-129822
record_format dspace
spelling irk-123456789-1298222018-01-30T03:03:27Z Применение модели деформации оболочек твэлов расчетного кода RELAP5/MOD3.2 для топлива реакторов ВВЭР-1000 при анализе проектных аварий Воробьев, Ю.Ю. Жабин, О.И. Франкова, М.В. Используя экспериментальные данные и упрощенную модель канала тепловыделяющей сборки активной зоны, исследуется применимость встроенной модели деформации оболочки твэла расчетного кода RELAP5/MOD3.2 для топлива ВВЭР-1000 с оболочками из сплава Zr+1 %Nb. Применимость модели проверена для степени блокировки горячего канала после распухания и разрыва оболочек твэлов при нагреве в интервалах температур от 600 до 1200°С и перепадов давления от 1 до 12 МПа. Показано, что данные встроенной модели могут быть использованы в оценке разрушения оболочек твэлов ВВЭР-1000 из сплава Zr+1 %Nb только в определенной ограниченной области параметров. Проведена оценка влияния параметров модели на максимальную температуру оболочки при максимальной проектной аварии. Даны рекомендации по использованию встроенной модели деформации оболочки твэлов расчетного кода RELAP5/MOD3.2 в анализе проектных аварий энергоблоков с реактором ВВЭР-1000. Використовуючи експериментальні дані й спрощену модель кана- лу тепловидільної збірки активної зони, досліджується застосовність вбудованої моделі деформації оболонки твела розрахункового коду RELAP5/MOD3.2 для палива ВВЕР-1000 з оболонками зі сплаву Zr+1 %Nb. Застосовність моделі перевірено для ступеня блокування гарячого каналу після розпухання та розриву оболонок твелів за умов нагрівання в інтервалах температур від 600 до 1200°С та перепадів тиску від 1 до 12 МПа. Показано, що дані вбудованої моделі можуть бути застосовані до оцінки руйнування оболонок твелів ВВЕР-1000 зі сплаву Zr+1 %Nb лише в певній обмеженій області параметрів. Проведено оцінку впливу параметрів моделі на максимальну температуру оболонки за умов максимальної проектної аварії. Надано рекомендації щодо використання вбудованої моделі деформації оболонки твела розрахункового коду RELAP5/MOD3.2 в аналізі проектних аварій енергоблоків з реактором ВВЕР-1000. The paper presents applicability of built-in RELAP5/MOD3.2 cladding deformation model for VVER-1000 fuel with cladding of Zr+1 % Nb alloy. Experimental data and simplified model of fuel assembly channel of the core are used for this purpose. The model applicability is tested for the hot channel blockage after cladding swelling and rupture in the interval of temperatures from 600 to 1200°С and interval of pressures from 1 to 12 MPa. It is demonstrated that RELAP5/MOD3.2 builtin model of cladding deformation can be applied to VVER-1000 cladding of Zr+1%Nb alloy rupture estimation only in the certain limited range of parameters. The analysis of RELAP5/MOD3.2 cladding deformation model parameters influence on the peak cladding temperature in double-ended cold leg break was performed. The paper presents recommendations on the use of RELAP5/MOD3.2 built-in cladding deformation model in the design basis accident analysis of VVER-1000 reactors. 2016 Article Применение модели деформации оболочек твэлов расчетного кода RELAP5/MOD3.2 для топлива реакторов ВВЭР-1000 при анализе проектных аварий / Ю.Ю. Воробьев, О.И. Жабин, М.В. Франкова // Ядерна та радіаційна безпека. — 2016. — № 3. — С. 19-22. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 2073-6231 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/129822 621.039.53: 004.94 ru Ядерна та радіаційна безпека Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
description Используя экспериментальные данные и упрощенную модель канала тепловыделяющей сборки активной зоны, исследуется применимость встроенной модели деформации оболочки твэла расчетного кода RELAP5/MOD3.2 для топлива ВВЭР-1000 с оболочками из сплава Zr+1 %Nb. Применимость модели проверена для степени блокировки горячего канала после распухания и разрыва оболочек твэлов при нагреве в интервалах температур от 600 до 1200°С и перепадов давления от 1 до 12 МПа. Показано, что данные встроенной модели могут быть использованы в оценке разрушения оболочек твэлов ВВЭР-1000 из сплава Zr+1 %Nb только в определенной ограниченной области параметров. Проведена оценка влияния параметров модели на максимальную температуру оболочки при максимальной проектной аварии. Даны рекомендации по использованию встроенной модели деформации оболочки твэлов расчетного кода RELAP5/MOD3.2 в анализе проектных аварий энергоблоков с реактором ВВЭР-1000.
format Article
author Воробьев, Ю.Ю.
Жабин, О.И.
Франкова, М.В.
spellingShingle Воробьев, Ю.Ю.
Жабин, О.И.
Франкова, М.В.
Применение модели деформации оболочек твэлов расчетного кода RELAP5/MOD3.2 для топлива реакторов ВВЭР-1000 при анализе проектных аварий
Ядерна та радіаційна безпека
author_facet Воробьев, Ю.Ю.
Жабин, О.И.
Франкова, М.В.
author_sort Воробьев, Ю.Ю.
title Применение модели деформации оболочек твэлов расчетного кода RELAP5/MOD3.2 для топлива реакторов ВВЭР-1000 при анализе проектных аварий
title_short Применение модели деформации оболочек твэлов расчетного кода RELAP5/MOD3.2 для топлива реакторов ВВЭР-1000 при анализе проектных аварий
title_full Применение модели деформации оболочек твэлов расчетного кода RELAP5/MOD3.2 для топлива реакторов ВВЭР-1000 при анализе проектных аварий
title_fullStr Применение модели деформации оболочек твэлов расчетного кода RELAP5/MOD3.2 для топлива реакторов ВВЭР-1000 при анализе проектных аварий
title_full_unstemmed Применение модели деформации оболочек твэлов расчетного кода RELAP5/MOD3.2 для топлива реакторов ВВЭР-1000 при анализе проектных аварий
title_sort применение модели деформации оболочек твэлов расчетного кода relap5/mod3.2 для топлива реакторов ввэр-1000 при анализе проектных аварий
publisher Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України
publishDate 2016
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/129822
citation_txt Применение модели деформации оболочек твэлов расчетного кода RELAP5/MOD3.2 для топлива реакторов ВВЭР-1000 при анализе проектных аварий / Ю.Ю. Воробьев, О.И. Жабин, М.В. Франкова // Ядерна та радіаційна безпека. — 2016. — № 3. — С. 19-22. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.
series Ядерна та радіаційна безпека
work_keys_str_mv AT vorobʹevûû primeneniemodelideformaciioboločektvélovrasčetnogokodarelap5mod32dlâtoplivareaktorovvvér1000prianalizeproektnyhavarij
AT žabinoi primeneniemodelideformaciioboločektvélovrasčetnogokodarelap5mod32dlâtoplivareaktorovvvér1000prianalizeproektnyhavarij
AT frankovamv primeneniemodelideformaciioboločektvélovrasčetnogokodarelap5mod32dlâtoplivareaktorovvvér1000prianalizeproektnyhavarij
first_indexed 2025-07-09T12:14:18Z
last_indexed 2025-07-09T12:14:18Z
_version_ 1837171485101260800
fulltext ISSN 2073-6231. Ядерна та радіаційна безпека 3(71).2016 19 УДК 621.039.53: 004.94 Ю. Ю. Воробьев, О. И. Жабин, М. В. Франкова Государственный научно-технический центр по ядерной и радиационной безопасности, г. Киев, Украина Применение модели деформации оболочек твэлов расчетного кода RELAP5/MOD3.2 для топлива реакторов ВВЭР-1000 при анализе проектных аварий Используя экспериментальные данные и упрощенную модель ка- нала тепловыделяющей сборки активной зоны, исследуется приме- нимость встроенной модели деформации оболочки твэла расчетного кода RELAP5/MOD3.2 для топлива ВВЭР-1000 с оболочками из сплава Zr+1 %Nb. Применимость модели проверена для степени блокировки горячего канала после распухания и разрыва оболочек твэлов при на- греве в интервалах температур от 600 до 1200°С и перепадов давления от 1 до 12 МПа. Показано, что данные встроенной модели могут быть использованы в оценке разрушения оболочек твэлов ВВЭР-1000 из сплава Zr+1 %Nb только в определенной ограниченной области пара- метров. Проведена оценка влияния параметров модели на максималь- ную температуру оболочки при максимальной проектной аварии. Даны рекомендации по использованию встроенной модели деформации оболочки твэлов расчетного кода RELAP5/MOD3.2 в анализе проект- ных аварий энергоблоков с реактором ВВЭР-1000. К л ю ч е в ы е с л о в а: деформация оболочки твэла, разрушение оболочки твэла, RELAP5/MOD3.2, максимальная проектная авария, анализ проектных аварий. Ю. Ю. Воробйов, О. І. Жабін, М. В. Франкова Застосування моделі деформації оболонок твелів розрахункового коду RELAP5/MOD3.2 для палива реакторів ВВЕР-1000 в аналізі проектних аварій Використовуючи експериментальні дані й спрощену модель кана- лу тепловидільної збірки активної зони, досліджується застосовність вбудованої моделі деформації оболонки твела розрахункового коду RELAP5/MOD3.2 для палива ВВЕР-1000 з оболонками зі сплаву Zr+1 %Nb. Застосовність моделі перевірено для ступеня блокування гарячого кана- лу після розпухання та розриву оболонок твелів за умов нагрівання в ін- тервалах температур від 600 до 1200°С та перепадів тиску від 1 до 12 МПа. Показано, що дані вбудованої моделі можуть бути застосовані до оцінки руйнування оболонок твелів ВВЕР-1000 зі сплаву Zr+1 %Nb лише в пев- ній обмеженій області параметрів. Проведено оцінку впливу параметрів моделі на максимальну температуру оболонки за умов максимальної проектної аварії. Надано рекомендації щодо використання вбудованої моделі деформації оболонки твела розрахункового коду RELAP5/MOD3.2 в аналізі проектних аварій енергоблоків з реактором ВВЕР-1000. К л ю ч о в і с л о в а: деформація оболонки твела, руйнування обо- лонки твела, RELAP5/MOD3.2, максимальна проектна аварія, аналіз проектних аварій. © Ю. Ю. Воробьев, О. И. Жабин, М. В. Франкова, 2016 Р асчетный компьютерный код RELAP5/MOD3.2 широко используется при подготовке материалов анализа безопасности украинских АЭС для оценки выполнения критериев безопасности при нор- мальной эксплуатации, нарушениях нормальной эксплуатации и проектных авариях. Код RELAP5/MOD3.2 содержит внутренние встроенные модели, одна из кото- рых — модель деформации оболочек твэлов. Эта модель позволяет учесть пластическую деформацию оболочки при увеличении температуры в процессах с разгерметизацией первого контура (течи). Поскольку в модели деформации оболочек твэлов используются зависимости, полученные для материала циркалой, применяемого в твэлах западных реакторов, возникает необходимость оценки её примени- мости для твэлов российского производства для реакторов ВВЭР-1000. В тепловыделяющих сборках (ТВС) ВВЭР-1000 оболочки твэлов выполнены из сплава Э110 (Zr+1 %Nb), который по своим свойствам отличается от циркалоя. Цель статьи — провести оценку применимости модели деформации оболочек твэлов кода RELAP5/MOD3.2 к ус- ловиям ТВС ВВЭР-1000 с точки зрения блокировки сече- ния ТВС, оценить ее влияние на развитие максимальной проектной аварии, дать рекомендации по использованию встроенной модели деформации оболочек твэлов кода RELAP5/MOD3.2 в анализе аварий. Модель деформации оболочки в коде RELAP5/MOD3.2. В расчетном коде RELAP5/MOD3.2 реализована модель деформации оболочек твэлов, которая может использо- ваться одновременно с моделью динамической проводи- мости газового зазора [1]. Как было сказано выше, модель деформации оболочки твэла призвана учесть пластиче- скую деформацию оболочки при увеличении температуры в процессах с разгерметизацией первого контура (течи), а также позволяет пользователю определить наличие раз- рыва оболочки и учесть блокировку сечения гидравличе- ского канала путем увеличения местного сопротивления. Модель учитывает наличие напряжений в оболочке твэла и скорость нагрева, в результате чего можно опре- делить температуру разрушения. При этом используются экспериментальные данные по оболочкам из циркалоя. Затем по интерполяционной таблице определяется дефор- мация после разрыва и соответствующая степень блоки- ровки канала. После разрыва оболочки твэла в модели расчетного кода RELAP5/MOD3.2 давление внутри твэла становится равным давлению окружающей жидкости; на связях ниже и выше места разрыва устанавливаются дополнительные коэффициенты гидравлического сопротивления. В коде RELAP5/MOD3.2 не предусмотрена возможность мо- делировать развитие пластической деформации во вре- мени, и используемая модель является, таким образом, стационарной. Параметры температур и давления при максимальной проектной аварии (МПА). В детерминистическом анали- зе безопасности в качестве МПА рассматривается двух- сторонний разрыв главного циркуляционного трубопро- вода (ГЦТ), который сопровождается резким снижением давления первого контура и приводит к возникновению наибольших растягивающих напряжений в твэлах. В раз- витии аварии можно выделить две фазы. На начальной фазе, через 0—10 секунд после возникновения исходного события, происходит резкое снижение давления первого контура с одновременным разворотом потока в актив- ной зоне, что приводит к скачкообразному повышению температуры оболочек твэлов. Скорость повышения тем- пературы достигает 300 °С/с и затем снижается до 50°С/с 20 ISSN 2073-6231. Ядерна та радіаційна безпека 3(71).2016 Ю. Ю. Воробьев, О. И. Жабин, М. В. Франкова к 5-й секунде. При этом перепад давления на оболочке твэла равномерно увеличивается и достигает нулевого зна- чения к 12-й секунде, что означает переход от сжимающих напряжений к растягивающим в оболочке твэла. С этого момента давление внутри оболочки твэла превышает дав- ление снаружи, и поэтому возможна ее деформация на- ружу с последующим разрывом. На второй, медленной фазе повторного залива актив- ной зоны конкурирующие процессы парообразования в активной зоне и поступления воды сверху и снизу ак- тивной зоны приводят к более плавному увеличению тем- пературы до высоких значений со скоростью 3—7 °С/с. При этом давление под оболочкой твэла остается прак- тически постоянным за счет того, что температура газо- сборника посто янная. Для начального давления в твэле 4,2 МПа значение давления под оболочкой твэла после по- вторного залива составляет около 2,5 МПа. Оценка влияния модели деформации оболочек твэлов на блокировку сечения гидравлического канала. Оценка ис- пользования встроенной модели деформации оболочек твэлов кода RELAP5/MOD3.2 для индивидуальных твэ- лов выполнена в [2]. Далее рассматривается использование указанной модели для пучков твэлов. Основная блокировка проходного сечения ТВС при МПА возможна на второй фазе аварии, которая характе- ризуется медленным возрастанием температуры, что при наличии положительного перепада давления на оболочках твэлов приводит к их деформации и блокировке проходно- го сечения канала. Для сравнения встроенной модели деформации обо- лочек твэлов кода RELAP5/MOD3.2 с эксперименталь- ными данными моделируется канал ТВС с горячим твэ- лом внутри. Снаружи канал охлаждается потоком газа. Требуемая скорость изменения температуры оболочки твэ- ла достигается изменением температуры топливного сер- дечника. Давление внутри твэла поддерживается за счет условий в объеме газосборника. Для различных значений давления внутри твэла моделируется повышение темпе- ратуры оболочки твэла с заданной скоростью до дости- жения разрыва. После разрыва фиксируются температура оболочки твэла, деформация оболочки (относительная) и степень блокировки сечения канала. При экспериментальном определении влияния дефор- мации оболочки твэла важно оценить блокировку сечения горячего канала в пучке твэлов. В этом случае учитыва- ется взаимное влияние твэлов и совместное блокирова- ние проходного сечения. Сравнение результатов расчета RELAP5/MOD.3.2 с характерными для второй фазы МПА экспериментальными значениями для оболочек твэлов из сплава Э110 представлено на рис. 1. Экспериментальные данные взяты из [3] (серия 1), [4] (серия 2) и [5] (серия 3). Как отмечалось ранее при оценке деформаций индивидуальных твэлов, при давлении внутри твэлов 2—3,5 МПа модель RELAP5/MOD3.2 приво- дит к заниженному значению степени блокировки сечения ТВС; при давлении более 3,5 МПа характерно завышенное значение степени блокировки. Оценка влияния опций модели деформации оболочек твэ- лов на максимальную температуру оболочки при МПА. Для оценки влияния опций встроенной модели деформации оболочек твэлов кода RELAP5/MOD.3.2 проведен расчет МПА для различных вариантов давления внутри твэлов с консервативными предположениями, характерными для анализа проектных аварий с использованием тепло- гидравлической модели реакторной установки ВВЭР-1000 [6]. За начальные значения давления газа под оболочкой твэла выбраны 4,2 МПа (соответствует давлению в свежих твэлах), 6 МПа и 8 МПа (давление в твэлах с выгорани- ем, что приводит к дополнительному количеству газа под оболочкой). Результаты расчета максимальной температуры обо- лочки твэла на начальной фазе МПА представлены на рис. 2. На начальной фазе расчета использование модели де- формации оболочки твэла дает более низкие значения температуры оболочки по причине учета термического расширения топлива и сокращения газового зазора между топливом и оболочкой. В этом случае сохранение увели- ченного газового зазора, соответствующего «холодным» размерам твэлов на начальной фазе МПА, является более консервативным. оценить блокировку сечения горячего канала в пучке твэлов. В этом случае учитывается взаимное влияние твэлов и совместное блокирование проходного сечения. Сравнение результатов расчета RELAP5/Mod.3.2 с характерными для второй фазы МПА экспериментальными значениями для оболочек твэлов из сплава Э110 представлено на рис. 1. Рис. 1. Зависимость блокировки сечения горячего канала от перепада давления для процессов с быстрым изменением температуры: Экспериментальные данные взяты из [3] (серия 1), [4] (серия 2) и [5] (серия 3). Как отмечалось ранее при оценке деформаций индивидуальных твэлов, при давлении внутри твэлов 2—3,5 МПа модель RELAP5/MOD3.2 приводит к заниженному значению степени блокировки сечения ТВС; при давлении более 3,5 МПа характерно завышенное значение степени блокировки. Оценка влияния опций модели деформации оболочек твэлов на максимальную температуру оболочки при МПА. Для оценки влияния опций встроенной модели деформации оболочек твэлов кода RELAP5/Mod.3.2 проведен расчет МПА для различных вариантов давления внутри твэлов с консервативными предположениями, характерными для анализа проектных аварий с использованием теплогидравлической модели реакторной установки ВВЭР-1000 [6]. За начальные значения давления газа под оболочкой твэла выбраны 4,2 МПа (соответствует давлению в свежих твэлах), 6 МПа и 8 МПа (давление в твэлах оценить блокировку сечения горячего канала в пучке твэлов. В этом случае учитывается взаимное влияние твэлов и совместное блокирование проходного сечения. Сравнение результатов расчета RELAP5/Mod.3.2 с характерными для второй фазы МПА экспериментальными значениями для оболочек твэлов из сплава Э110 представлено на рис. 1. Рис. 1. Зависимость блокировки сечения горячего канала от перепада давления для процессов с быстрым изменением температуры: Экспериментальные данные взяты из [3] (серия 1), [4] (серия 2) и [5] (серия 3). Как отмечалось ранее при оценке деформаций индивидуальных твэлов, при давлении внутри твэлов 2—3,5 МПа модель RELAP5/MOD3.2 приводит к заниженному значению степени блокировки сечения ТВС; при давлении более 3,5 МПа характерно завышенное значение степени блокировки. Оценка влияния опций модели деформации оболочек твэлов на максимальную температуру оболочки при МПА. Для оценки влияния опций встроенной модели деформации оболочек твэлов кода RELAP5/Mod.3.2 проведен расчет МПА для различных вариантов давления внутри твэлов с консервативными предположениями, характерными для анализа проектных аварий с использованием теплогидравлической модели реакторной установки ВВЭР-1000 [6]. За начальные значения давления газа под оболочкой твэла выбраны 4,2 МПа (соответствует давлению в свежих твэлах), 6 МПа и 8 МПа (давление в твэлах Рис. 1. Зависимость блокировки сечения горячего канала от перепада давления для процессов с быстрым изменением температуры: с выгоранием, что приводит к дополнительному количеству газа под оболочкой). Результаты расчета максимальной температуры оболочки твэла на начальной фазе МПА представлены на рис. 2. Рис. 2. Максимальная температура оболочки твэла на начальной фазе МПА На начальной фазе расчета использование модели деформации оболочки твэла дает более низкие значения температуры оболочки по причине учета термического расширения топлива и сокращения газового зазора между топливом и оболочкой. В этом случае сохранение увеличенного газового зазора, соответствующего «холодным» размерам твэлов на начальной фазе МПА, является более консервативным. Перепад давления на оболочке твэла представлен на рис. 3. Давление определяется свойствами гидравлического объема, с которым контактирует газосборник твэлов (верхняя часть твэлов). Рис. 2. Максимальная температура оболочки твэла на начальной фазе МПА ISSN 2073-6231. Ядерна та радіаційна безпека 3(71).2016 21 Применение модели деформации оболочек твэлов расчетного кода RELAP5/MOD3.2 для топлива реакторов ВВЭР-1000 Перепад давления на оболочке твэла представлен на рис. 3. Давление определяется свойствами гидравличе- ского объема, с которым контактирует газосборник твэлов (верхняя часть твэлов). Результаты расчета максимальной температуры оболо- чек твэлов при второй фазе МПА даны в табл. 1. Для вто- рой фазы МПА вывод о возможности использования модели деформации оболочек твэлов не является одно- значным (рис. 4). Наибольшая температура получена для начального давления в твэлах 6 МПа при степени блоки- ровки сечения 37,4 %. При этом в проектном расчете [7] предполагалось наличие блокировки приблизительно в 56%. Таблица 1. Результаты расчета максимальной температуры оболочек твэлов при МПА Вариант расчета МПА Температура воды САОЗ, °С Второй пик температуры оболочек, °С Максимальная блокировка сечения, % Без использования модели деформации оболочки твэла 70 1148 0 Начальное давление под оболочкой 4,2 МПа 70 1116 21,8 Начальное давление под оболочкой 6,0 МПа 70 1194 37,4 Начальное давление под оболочкой 8,0 МПа 70 1044 60,4 При повторном заливе увеличение блокировки горя- чего канала затрудняет движение пара вверх. Меньшая скорость движения пара вверх с использованием корре- ляции противопотока жидкости и пара (см. CCFL [1]) благоприятствует поступлению воды сверху в горячий ка- нал от источников залива активной зоны, что может при- вести к более раннему снижению температуры. Выводы В статье проведено сравнение экспериментальных дан- ных по блокировке сечения ТВС для топлива ВВЭР-1000 с расчетными данными встроенной модели деформации оболочки твэла расчетного кода RELAP5/MOD3.2. Вывод об оценке влияния степени блокировки горячего канала при расчете МПА с применением кода RELAP5/MOD3.2 для второй фазы МПА не является однозначным, так как наибольшая температура оболочек твэлов получена для начального давления в твэлах 6 МПа при степени бло- кировки сечения 37,4 %, в то время как при блокировке 60,4 % значение температуры меньше. Вариант без учета встроенной модели деформации оболочки в расчетном анализе также приводит к значительному увеличению максимальной температуры оболочек. Тем не менее, все полученные данные не приводят к превышению макси- мального проектного предела повреждения твэлов (макси- мальная температура оболочек не превышает 1200 °С). Полученные результаты по моделированию блоки- ровки сечения потока в активной зоне при расчете МПА в анализе проектных аварий необходимо использовать с соблюдением консервативного подхода, принятого при выполнении такого анализа. Степень блокировки канала можно регулировать, задавая определенное начальное зна- чение давления в горячем твэле. Сравнение с вариантом расчета без учета блокировки канала и с учетом блоки- ровки позволит определить наиболее консервативное зна- чение целевого параметра анализа (максимальной темпе- ратуры оболочек твэлов). Список использованной литературы 1. NUREG/CR-5535. INEL-95/0174. (Formerly EGG-2596). Vol. I: RELAP5/MOD3 Code manual. — Vol. I: Code structure, system models and solution methods. — Idaho, 1995. — 414 p. Рис. 3. Перепад давления на оболочке твэла при МПА Результаты расчета максимальной температуры оболочек твэлов при второй фазе МПА даны в табл. 1. Для второй фазы МПА вывод о возможности использования модели деформации оболочек твэлов не является однозначным (рис. 4). Наибольшая температура получена для начального давления в твэлах 6 МПа при степени блокировки сечения 37,4 %. При этом в проектном расчете [0] предполагалось наличие блокировки приблизительно в 56%. Таблица 1. Результаты расчета максимальной температуры оболочек твэлов при МПА Вариант расчета МПА Температура воды САОЗ, ºС Второй пик температуры оболочек, ºС Максимальная блокировка сечения, % Без использования модели деформации оболочки твэла 70 1148 0 Начальное давление под оболочкой 4,2 МПа 70 1116 21,8 Начальное давление под оболочкой 6,0 МПа 70 1194 37,4 Начальное давление под оболочкой 8,0 МПа 70 1044 60,4 Рис. 3. Перепад давления на оболочке твэла при МПА Рис. 4. Максимальная температура оболочки твэла при МПА При повторном заливе увеличение блокировки горячего канала затрудняет движение пара вверх. Меньшая скорость движения пара вверх с использованием корреляции противопотока жидкости и пара (см. CCFL [0]) благоприятствует поступлению воды сверху в горячий канал от источников залива активной зоны, что может привести к более раннему снижению температуры. Выводы В статье проведено сравнение экспериментальных данных по блокировке сечения ТВС для топлива ВВЭР-1000 с расчетными данными встроенной модели деформации оболочки твэла расчетного кода RELAP5/MOD3.2. Вывод об оценке влияния степени блокировки горячего канала при расчете МПА с применением кода RELAP5/MOD3.2 для второй фазы МПА не является однозначным. Так как наибольшая температура оболочек твэлов получена для начального давления в твэлах 6 МПа при степени блокировки сечения 37,4 %, в то время как при блокировке 60,4 % значение температуры меньше. Вариант без учета встроенной модели деформации оболочки в расчетном анализе также приводит к значительному увеличению максимальной температуры оболочек. Тем не менее, все полученные данные Рис. 4. Максимальная температура оболочки твэла при МПА 22 ISSN 2073-6231. Ядерна та радіаційна безпека 3(71).2016 Ю. Ю. Воробьев, О. И. Жабин, М. В. Франкова 2. Воробьев Ю. Ю. Оценка применимости модели деформации оболочек твэл расчетного кода RELAP5/MOD3.2 для топлива ре- акторов ВВЭР-1000 / Ю. Ю. Воробьев, О. И. Жабин // Ядерна та радіаційна безпека. — 2015. — № 4 (64). — C. 17—21. 3. Логвинов С. А. Экспериментальное обоснование теплоги- дравлической надежности реакторов ВВЭР-1000 / С. А. Логвинов, Ю. А. Безруков, Ю. Г. Драгунов.— М., 2004. — 254 с. 4. AEKI-FRL-2007-123-01/01. Experimental database of E110 claddings under accident conditions. — Budapest, 2007. — 103p. 5. IAEA-TECDOC-1320. Fuel behaviour under transient and LOCA conditions. Proceedings of a Technical Committee meeting held in Halden, Norway, 10–14 September 2001. — Vienna, 2002. — 294 p. 6. Розробка багатоцільової теплогідравлічної моделі ЯПВУ із ВВЕР-1000/320. Деталізація основних компонентів моделі : Звіт про науково-дослідну роботу / ДНТЦ ЯРБ. — К., 2010. — 788 с. — № держреєстрації 0109U008229. 7. Реакторная установка В-320. Техническое описание и инфор- мация по безопасности. — Гл. 31: Обоснование безопасной эксплуа- тации реакторной установки В-320 с активной зоной с тепловыделя- ющими сборками альтернативными на энергоблоках АЭС Украины и Болгарии (с извещением об изменении № 320.3590) / ОКБ «Гидро - пресс». — М., 2003. — 260 с. — Инв. № 320.00.00.00.000.Д61. References 1. RELAP5/MOD3 Code manual, Vol. I, Code Structure, System Models and Solution Methods, Idaho, 1995, 414p., NUREG/CR-5535. INEL-95/0174. (Formerly EGG-2596). 2. Vorobyov, Yu.Yu., Zhabin, O.I. (2015), “Applicability Verifica- tion of Cladding Deformation Model in RELAP5/MOD3.2 Code for VVER-1000 Fuel” [Otsenka primenimosti modeli deformatsii obolo- chek tvel raschetnogo koda RELAP5/MOD3.2 dlia topliva reaktorov VVER-1000], Nuclear and Radiation Safety, No. 2 (50), pp. 13—19. (Rus) 3. Logvinov, S.A., Bezrukov, Yu.A., Dragunov, Yu.G. (2004), “Exprimental Justification of Thermalhydraulic Reliability of VVER- 1000 Reactors” [Eksperimental’noe obosnovaniie teplogidravlicheskoi nadiozhnosti reaktorov VVER-1000], Moscow, 2004, 254 p. (Rus) 4. Experimental Database of E110 Claddings under Accident Con- ditions, Budapest, 2007, 103p., AEKI-FRL-2007–123-01/01. 5. Fuel Behaviour under Transient and LOCA Conditions. Pro- ceedings of a Technical Committee Meeting Held in Halden, Norway, 10–14 September 2001, Vienna, 2002, 294 p., IAEA-TECDOC-1320. 6. Development of Multipurpose Thermohydraulic Four-Looped Model of NPP with VVER-1000/320. Detailing the Model Main Com- ponents (Final Stage): R&D Report [Zvit pro naukovo-doslidnu robotu. Rozrobka bahatotsiliovoi teplohidravlichnoi modeli YaPVU iz VVER- 1000/320. Detalizatsiia osnovnykh komponentiv modeli], SSTC NRS, Kyiv, 2010, No. 0109U008229. (Ukr) 7. Reactor V-320. Technical Description and Information on Safe- ty. Chapter 31: Justification of Safe Operation of V-320 Reactor with Core with Alternative Fuel Assemblies for NPPs of Ukraine and Bul- garia (with Notice of Change No. 320.3590) [Reaktornaia ustanovka V-320. Tekhnicheskoie opisaniie i informatsiia po bezopasnosti. Glava 31: Obosnovaniie bezopasnoi ekspluatatsii reaktornoi ustanovki V-320 s aktivnoi zonoi s teplovydeliaiushchimi sborkami alternativnymi na energoblokakh AES Ukrainy i Bolgarii (s izveshcheniem ob izmen- enii No. 320.3590], OKB “Gidropress”, Moscow, 2003, 260 p., Inv. No. 320.00.00.00.000.D61. (Rus) Отримано 18.07.2016.

Ähnliche Einträge