Использование CFD-модели тепловлажностного и радиационного состояния в системе мониторинга Нового Безопасного Конфайнмента

Изложена необходимость и преимущества использования CFD-моделей в системе мониторинга состояния тепловлажностного и радиационного состояния Нового Безопасного Конфайнмента (НБК), как особо важного объекта, который должен обеспечить радиационную безопасность Объекта «Укрытия» (ОУ) Чернобыльской АЭС....

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2017
Автори:	Круковский, П.Г., Тадля, О.Ю., Дейнеко, А.И., Метель, М.А.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут технічної теплофізики НАН України 2017
Назва видання:	Промышленная теплотехника
Теми:	Атомная энергетика
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/142331
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:	Использование CFD-модели тепловлажностного и радиационного состояния в системе мониторинга Нового Безопасного Конфайнмента / П.Г. Круковский, О.Ю. Тадля, А.И. Дейнеко, М.А. Метель // Промышленная теплотехника. — 2017. — Т. 39, № 1. — С. 26-32. — Бібліогр.: 12 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-142331
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1423312018-10-06T01:22:55Z Использование CFD-модели тепловлажностного и радиационного состояния в системе мониторинга Нового Безопасного Конфайнмента Круковский, П.Г. Тадля, О.Ю. Дейнеко, А.И. Метель, М.А. Атомная энергетика Изложена необходимость и преимущества использования CFD-моделей в системе мониторинга состояния тепловлажностного и радиационного состояния Нового Безопасного Конфайнмента (НБК), как особо важного объекта, который должен обеспечить радиационную безопасность Объекта «Укрытия» (ОУ) Чернобыльской АЭС. Предложена схема мониторинга состояния НБК, существенно дополняющая и расширяющая возможности проектируемой системы мониторинга параметров НБК. Изложены особенности и проблемы применения CFD-моделей в таком мониторинге. Викладена необхідність і переваги використання CFD-моделей в системі моніторингу стану тепловологісного і радіаційного стану Нового Безпечного Конфайнмента (НБК), як особливо важливого об'єкта, який повинен забезпечити радіаційну безпеку Об'єкта Укриття Чорнобильської АЕС. Запропоновано схему моніторингу стану НБК, істотно доповнює і розширює можливості проектованої системи моніторингу параметрів НБК. Викладено особливості та проблеми застосування CFD-моделей в такому моніторингу. It is shown the relevance and advantages of the CFD-models application in the monitoring system of the thermal, humidity and radiation state of the New Safe Confinement (NSC) as an object of particular importance aimed to ensure radiation safety of the Shelter Object of the Chornobyl NPP. Described scheme of the NSC state monitoring essentially complements and extends the capabilities of the designed monitoring system of the NSC parameters. The features and problems of CFD-models application for such a monitoring system are shown. 2017 Article Использование CFD-модели тепловлажностного и радиационного состояния в системе мониторинга Нового Безопасного Конфайнмента / П.Г. Круковский, О.Ю. Тадля, А.И. Дейнеко, М.А. Метель // Промышленная теплотехника. — 2017. — Т. 39, № 1. — С. 26-32. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 0204-3602 DOI: https://doi.org/10.31472/ihe.1.2017.04 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/142331 004.942 : 699.887 : 629.039.58 ru Промышленная теплотехника 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 Круковский, П.Г. Тадля, О.Ю. Дейнеко, А.И. Метель, М.А. Использование CFD-модели тепловлажностного и радиационного состояния в системе мониторинга Нового Безопасного Конфайнмента Промышленная теплотехника
description	Изложена необходимость и преимущества использования CFD-моделей в системе мониторинга состояния тепловлажностного и радиационного состояния Нового Безопасного Конфайнмента (НБК), как особо важного объекта, который должен обеспечить радиационную безопасность Объекта «Укрытия» (ОУ) Чернобыльской АЭС. Предложена схема мониторинга состояния НБК, существенно дополняющая и расширяющая возможности проектируемой системы мониторинга параметров НБК. Изложены особенности и проблемы применения CFD-моделей в таком мониторинге.
format	Article
author	Круковский, П.Г. Тадля, О.Ю. Дейнеко, А.И. Метель, М.А.
author_facet	Круковский, П.Г. Тадля, О.Ю. Дейнеко, А.И. Метель, М.А.
author_sort	Круковский, П.Г.
title	Использование CFD-модели тепловлажностного и радиационного состояния в системе мониторинга Нового Безопасного Конфайнмента
title_short	Использование CFD-модели тепловлажностного и радиационного состояния в системе мониторинга Нового Безопасного Конфайнмента
title_full	Использование CFD-модели тепловлажностного и радиационного состояния в системе мониторинга Нового Безопасного Конфайнмента
title_fullStr	Использование CFD-модели тепловлажностного и радиационного состояния в системе мониторинга Нового Безопасного Конфайнмента
title_full_unstemmed	Использование CFD-модели тепловлажностного и радиационного состояния в системе мониторинга Нового Безопасного Конфайнмента
title_sort	использование cfd-модели тепловлажностного и радиационного состояния в системе мониторинга нового безопасного конфайнмента
publisher	Інститут технічної теплофізики НАН України
publishDate	2017
topic_facet	Атомная энергетика
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/142331
citation_txt	Использование CFD-модели тепловлажностного и радиационного состояния в системе мониторинга Нового Безопасного Конфайнмента / П.Г. Круковский, О.Ю. Тадля, А.И. Дейнеко, М.А. Метель // Промышленная теплотехника. — 2017. — Т. 39, № 1. — С. 26-32. — Бібліогр.: 12 назв. — рос.
series	Промышленная теплотехника
work_keys_str_mv	AT krukovskijpg ispolʹzovaniecfdmodeliteplovlažnostnogoiradiacionnogosostoâniâvsistememonitoringanovogobezopasnogokonfajnmenta AT tadlâoû ispolʹzovaniecfdmodeliteplovlažnostnogoiradiacionnogosostoâniâvsistememonitoringanovogobezopasnogokonfajnmenta AT dejnekoai ispolʹzovaniecfdmodeliteplovlažnostnogoiradiacionnogosostoâniâvsistememonitoringanovogobezopasnogokonfajnmenta AT metelʹma ispolʹzovaniecfdmodeliteplovlažnostnogoiradiacionnogosostoâniâvsistememonitoringanovogobezopasnogokonfajnmenta
first_indexed	2025-07-10T14:46:42Z
last_indexed	2025-07-10T14:46:42Z
_version_	1837271677530013696
fulltext	ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2017, т. 39, №126 АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА УДК 004.942 : 699.887 : 629.039.58 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ CFD-МОДЕЛИ ТЕПЛОВЛАЖНОСТНОГО И РАДИАЦИОННОГО СОСТОЯНИЯ В СИСТЕМЕ МОНИТОРИНГА НОВОГО БЕЗОПАСНОГО КОНФАЙНМЕНТА Круковский П.Г., д-р техн. наук, Тадля О.Ю., канд. техн. наук, Дейнеко А.И., Метель М.А. Институт технической теплофизики НАН Украины, ул. Желябова, 2а, Киев-57, 03057, Украина Викладена необхідність і переваги використання CFD-моделей в системі моніторингу стану тепловологісного і радіаційного стану Нового Безпечного Конфайнмента (НБК), як особливо важ- ливого об'єкта, який повинен забезпе- чити радіаційну безпеку Об'єкта Укриття Чорнобильської АЕС. Запропоновано схему моніторингу стану НБК, істотно доповнює і розширює можливості проектованої системи моніторингу па- раметрів НБК. Викладено особливості та проблеми застосування CFD-моделей в такому моніторингу. Изложена необходимость и пре- имущества использования CFD-моделей в системе мониторинга состояния теп- ловлажностного и радиационного сос- тояния Нового Безопасного Конфайн- мента (НБК), как особо важного объекта, который должен обеспечить радиацион- ную безопасность Объекта «Укрытия» (ОУ) Чернобыльской АЭС. Предложена схема мониторинга состояния НБК, су- щественно дополняющая и расширяю- щая возможности проектируемой сис- темы мониторинга параметров НБК. Из- ложены особенности и проблемы при- менения CFD-моделей в таком монито- ринге. It is shown the relevance and advantages of the CFD-models application in the monitoring system of the thermal, humidity and radiation state of the New Safe Confinement (NSC) as an object of particular importance aimed to ensure radiation safety of the Shelter Object of the Chornobyl NPP. Described scheme of the NSC state monitoring essentially complements and extends the capabilities of the designed monitoring system of the NSC parameters. The features and problems of CFD-models application for such a monitoring system are shown. После Чернобыльской аварии прошло уже 30 лет, а разрушенный 4-й блок ЧАЭС до сих пор является объ- ектом повышенной радиационной опасности. Постро- енный в 1986 году Объект Укрытие (ОУ) постепенно разрушается, поэтому в 2007 году было принято реше- ние о сооружении Нового Безопасного Конфайнмента (НБК), который будет служить преградой распростране- нию радиоактивной пыли и аэрозолей при демонтаже 4-го блока и ОУ (рис. 1). Этот строительный объект не- стандартных размеров и формы должен прослужить 100 лет, для чего необходим постоянный контроль и прогно- зирование его термогазодинамического, влажностного и радиационного состояния. Постановка проблемы Детальные расчеты такого состояния и прогноза можно выполнить только с помощью современных ме- тодов компьютерного моделирования на основе CFD (Computational Fluid Dynamics) моделей, адекватно описывающих необходимые физические процессы, происходящие с этим объектом в различных условиях. Также необходимо не просто следить за показателями параметров объекта в отдельных точках (так называе- мый мониторинг параметров), но и иметь возможность получать распределение значений этих параметров по всему объекту, уметь предсказать достижение критиче- ских значений параметров и определить необходимые решения для предотвращения возникновения внештат- ных ситуаций. Согласно [1], мониторинг состояния это наблю- дение за состоянием объекта для определения и пред- Библ. 12, табл. 1, рис. 5. Ключевые слова: Новый Безопасный Конфайнмент, Объект «Укрытие», радиационная безопасность, мониторинг состояния, CFD-модель. сказания момента перехода в предельное состояние. Принципиальным отличием мониторинга состояния от мониторинга параметров является наличие интер- претатора измеренных параметров или же экспертной системы поддержки принятия решений о характеристи- ках состояния объекта и дальнейшем управлении им. На сегодня функционируют системы мониторинга параметров только ОУ "Сигнал" и "Финиш-Р", которые автоматически в определенных точках объекта измеря- ют параметры радиационного фона, передают и хранят эту информацию в таблицах контроля параметров на протяжении года. Основной проблемой НБК является опасное воз- действие повышенного радиационного фона в основном объеме на персонал, который будет работать там при разборке завалов ОУ. Крыша и стены ОУ имеют боль- шое количество щелей и неплотностей, через которые будет проникать воздух и радиоактивные загрязнения в основной объем НБК, а оттуда в окружающую среду. Из-за перепадов температур внутри ОУ и НБК, которые зависят от времени года, режима работы персонала в ОУ при разборке завалов, теплового состояния НБК и др. параметров внутри НБК возникнут нестационарные термогазодинамические процессы: тепловая конвекция, лучистый теплообмен и движение воздуха вследствие существующих в ОУ перепадов температуры между от- дельными зонами, где есть топливосодержащие мате- риалы (ТСМ). Лучше всего эти процессы описываются так называемыми CFD-моделями, использующими наи- более общие и полные математические описания физи- ческих процессов. ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2017, т. 39, №1 27 АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА Рис. 1. Схемы Обьекта Укрытие и Нового Безопасного Конфайнмента. 1 – стальные конструкции и кольцевое пространство Арки НБК, 2 – наружная оболочка, 3 – внутренняя оболочка, 4 – Обьект «Укрытие» и разрушенный реактор, 5 – основной объем НБК, 6 – машзал. Планируется система мониторинга параметров для НБК [2], но актуальной задачей является ее совершен- ствование путем интеграции в нее трехмерной модели термогазодинамического и радиационного состояния. Такая модель теплового, газодинамического и радиаци- онного состояния НБК и ОУ позволит анализировать и прогнозировать последствия распространения РА вну- три объема НБК и в окружающей среде, а также выби- рать оптимальные меры по радиационной защите пер- сонала, который работает внутри НБК. Разработанная CFD-модель будет использовать данные измеренных параметров объекта для повышения точности моде- ли путем идентификации ее параметров. Это позволит использовать ее в системе мониторинга состояния для прогнозирования различных ситуаций как в нормаль- ных условиях эксплуатации НБК, так и в условиях ава- рий и повышенных выбросов, а также в случаях отказов инженерного оборудования НБК. Сформулированы следующие требования к системе мониторинга состояния: 1. Наличие CFD-модели объекта, детально описы- вающей состояние объекта. 2. Взаимодействие модели с измеряемыми пара- метрами объекта. 3. Наличие процедуры идентификации характери- стик модели по данным измерений в отдельных точках объекта. 4. Использование модели объекта для прогнозиро- вания состояний объекта, например, предсказание воз- можных аварийных ситуаций. 5. Работа модели в автоматическом режиме в «ре- альном» времени. 6. Использование модели для оптимального разме- щения точек измерения параметров на объектах. 7. Какие характеристики состояния объекта и как представляются моделью при работе в составе монито- ринга. Литературный обзор Обзор литературы проводился согласно выше пере- численным требованиям к предполагаемой системе мо- ниторинга состояния (см. табл. 1). № Назначение мониторинга Ссылка Наличие блока идентификации параметров модели Возможность прогнозирования состояния объекта 1 Прогнозирование погоды UKMET [4] Блок 4D-Var Есть 2 Мониторинг повреждаемости оборудования АЭС [5] Есть Не указано 3 Деформационное поведение зданий и сооружений [6] Есть Не указано 4 Радиационная обстановка [7] Нет Нет 5 Мониторинг окружающей среды [8] Не указано Не указано 6 Состояния строительных конструкций машзала энергоблока АЭС [9] Не указано Есть Таблица 1. Перечень и основные характеристики рассматриваемых систем мониторинга состояния с CFD-моделями Пример системы мониторинга параметров приве- ден в работе [3]. Основная задача системы – контроль радиационной безопасности объекта и анализ парамет- ров объекта, характеризующих радиационную безопас- ность эксплуатации АЭС посредством сбора, обработки и представления информации о радиационной обста- ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2017, т. 39, №128 АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА новке на АЭС и окружающей территории, состоянии технологических контуров и систем, дозах облучения персонала и отдельных лиц из числа населения. По данным, изложенным в табл. 1, можно сделать следующие выводы: приведенные системы мониторин- га разрабатываются под конкретные требования, предъ- являемые к каждому объекту и параметрам, которые его характеризуют и должны быть контролируемы. Из-за этой специфики невозможно найти две похожие систе- мы мониторинга параметров или же найти подобную той, которую предлагают авторы. Авторы [4] основной задачей видят уменьшение отставания времени счета от реального модели без потери точности, что особо важно для прогнозирования погоды. В работах [5,7-8] не ука- зано, каким образом для настройки модели и прогнозов состояния объекта используются полученные при мо- ниторинге результаты измерений. Авторами [6] упо- минается о возникающих сложностях при отставании времени счета модели от реального времени, особенно при необходимости параметров модели объекта. Вопрос о необходимости идентификации параметров модели в работе [9] не отображен, в то время, как авторы [10] го- ворят о такой необходимости, как необходимости посто- янной калибровки модели. Нерешенные ранее проблемы Приведенные выше примеры систем мониторинга предназначены в основном для сбора и контроля теку- щей информации о состоянии объектов и информиро- вании людей о возможности каких-либо отклонений в текущий момент. Мы предлагаем расширить возмож- ности систем мониторинга состояния за счет получения более точных результатов в виде полей значений пара- метров в максимально короткие промежутки времени с возможностью выдачи сообщений о возможных аварий- ных ситуациях или достижении граничных значений па- раметров оператору для принятия решений. Для полу- чения полей значений температур, скоростей, давлений, радиационных параметров и др. необходимы трехмер- ные модели термогазодинамического, влажностного и радиационного состояния НБК и ОУ (как CFD-модели, так и точные аналитические или многоузловые). Постановка задачи Задачей является анализ существующих систем мониторинга состояния различных объектов с при- менением CFD-моделей, обоснование необходимости CFD-моделей в системе мониторинга и выработка тре- бований и необходимых составляющих предлагаемой системы мониторинга состояния НБК, что позволит ре- шать задачи, приведены на рис. 2. CFD-модели, решение которых основано на сис- темах Навье-Стокса, позволяют получать подробные поля температур, влажностей, скоростей, концентра- ций радиоактивных аэрозолей в основном объеме НБК и ОУ для более детального контроля, прогнозирования и разработке решений по уменьшению влияния РА на работающий персонал и окружающую среду. Следует отметить, что, хотя CFD-модели уже применяются в ми- ровой практике в системах мониторинга [5,8], расчеты уровня концентраций радиоактивных аэрозолей (РА) проводятся в упрощенных постановках (например, не учитывается оседание пыли), а также отсутствует опыт моделирования таких масштабных объектов как ОУ и НБК. В данной работе CFD-модели разрабатываются в широко известной в мире компьютерной программе ANSYS FLUENT, которая имеет международный серти- фикат качества ISO 9001. Рис. 2. Система мониторинга состояния Нового Безопасного Конфайнмента и Объекта Укрытие. Основная часть Разработанная авторами CFD-модель учитывает практически все основные физические процессы, кото- рые происходят внутри НБК, а также при его взаимо- действии с окружающей средой. Тепловлажностный и радиационный режим основного объема НБК формиру- ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2017, т. 39, №1 29 АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА ется за счет: - радиационно-конвективного взаимодействия по- верхностей (оболочек) с внешней средой; - проникновения воздуха из окружающей среды че- рез не плотности и щели в конструкциях; - потоков теплоты и массы в основной объем; - источников внутреннего тепловыделения (освети- тельные приборы, ОУ, электрооборудование) в основ- ном объеме; - нагнетание и удаления воздуха в основном объеме НБК системой принудительной вентиляции; - перенос теплоты из и в объем НБК от поверхности почвы и фундамента, на которых расположен НБК. - конденсация влаги на холодных поверхностях строений. Учитывается также обтекание ветром и влияние солнечной радиации на НБК, вызывающее появление разницы давлений и температуры внутри и снаружи ОУ и НБК, что приводит к возникающим утечкам воздуха и радиоактивных аэрозолей через крышу, а также появ- лению конвективных потоков воздуха внутри ОУ, что в свою очередь, приводит к выбросам и распространению аэрозолей. Анализ движения радиоактивной пыли в основном объеме НБК и возможных выбросов в окружающую среду через щели между вертикальными стенами НБК и зданиями ОУ особенно важен во время демонтажа кон- струкций и обращения с радиоактивными отходами. Между всеми твердыми поверхностями НБК, ОУ, поверхностью земли и воздухом, который обтекает эти поверхности, задавались условия сопряженного тепло- обмена. На внешней оболочке НБК задавались гранич- ные условия в виде условий радиационно-конвективного теплообмена и условий массообмена воздуха, который слабо фильтруется через крышу и стены НБК, и перенос влажности между поверхностями оболочки и внешней средой вследствие перепада давления, который опреде- ляется направлением и силой ветра, обтекающим НБК. Воздухо- и влагообмен между основным объемом и окружающей средой осуществляется с помощью систе- мы вентиляции и протечек воздуха и влаги из окружаю- щей среды через щели между вертикальными стенами НБК и строительными конструкциями ОУ. Учитывалось также влияние фундамента и Земли на глубину 15 м, где задавалось постоянное значение температуры 10 °C. Де- тально исходные данные, граничные условия и модель описаны в [11]. Предлагаемая в систему мониторинга CFD-модель, приведена на рис. 3. а) б) Рис. 3. Модели ОУ (а) и ОУ с НБК (б). Работоспособность и достоверность компьютерной модели ОУ была проверена путем сопоставления ре- зультатов нестационарных расчетов и эксперименталь- но измеренных значений температур, выбросов и кон- центраций РА внутри и вокруг ОУ (рис. 3, а). Типичные результаты полей температур и поле распространения РА из ОУ внутри НБК приведены на рис. 4. Работоспособность модели ОУ подтвердилась так- же путем сравнения значений концентраций РА, выхо- дящих из ОУ, с полученными с помощью независимой программы ARTM [12]. Удовлетворительное согласова- ние выбросов РА из ОУ получено при сравнении резуль- татов моделирования с экспериментальными данными, полученными в Институте проблем безопасности АЭС НАНУ. Верифицированная модель ОУ была введена в об- щую модель ОУ и НБК (рис. 3, б) для апробации ее работоспособности при моделировании полей концен- трации частиц РА с ОУ, выходящих в основной объем и окружающее пространство. На рис. 5 приведены изопо- верхности концентраций радиоактивной пыли внутри и снаружи НБК, а также изолинии концентраций ра- диоактивной пыли в местах работы персонала в НБК. Изоповерхности и изолинии концентраций РА позволя- ют определить места внутри НБК с предельными зна- чениями концентраций, что является важной возмож- ностью разработанной модели при ее работе в составе мониторинга радиационной обстановки НБК (рис. 2). В составе мониторинга необходимые параметры модели будет уточняться с помощью идентификации этих параметров по поступающим экспериментальным данным, т.о. модель будет самообучаться в процессе ее функционирования в системе мониторинга. На сегодняшний день, детальные расчеты радиаци- ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2017, т. 39, №130 АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА онных загрязнений в режиме нормальной эксплуатации и в случаях повышенных выбросов РА из ОУ и НБК не проводились, что может привести как к переоценке угрозы и употреблению слишком консервативных мер безопасности, так и к ее недооценке, что связано с воз- можными последствиями для здоровья персонала, так и для окружающей среды. Обе эти ситуации ведут к чрез- мерным затратам. а) б) Рис. 4. Распределение температуры в кольцевом и основном объемах НБК (а) и картина выхода частиц РА из ОУ и их распространение в объеме НБК (б). а) б) Рис. 5. Изоповерхности концентраций радиоактивной пыли внутри и снаружи НБК (а) и изолинии концентраций радиоактивной пыли в местах работы персонала в НБК (б), Бк/м3. Выводы и перспективы 1. В статье изложены необходимость разработки и использования CFD-модели в системе мониторинга теп- ловлажностного и радиационного состояния НБК, как особо важного объекта, который должен обеспечить ра- диационную безопасность на ЧАЭС. 2. Обзор существующих систем мониторинга объ- ектов с использованием CFD-моделей позволил сфор- мулировать требования к предлагаемой системе мо- ниторинга состояния НБК. Изложены особенности и проблемы применения модели в таком мониторинге. 3. Предложена схема мониторинга состояния НБК с использованием постоянно действующей трехмерной модели, что позволит усовершенствовать, дополнить и расширить возможности проектируемой системы мони- торинга параметров НБК. 4. Разработана усовершенствованная CFD-модель радиационного состояния Нового Безопасного Кон- файнмента и Объекта Укрытие и проведена ее верифи- кация по данным измерений выбросов радиоактивных аэрозолей из ОУ. Модель опробована для решения задач анализа и прогнозирования распространения радиоак- тивных аэрозолей внутри и за пределы НБК. В дальнейшем, предусматривается разработка мето- дологии интеграции усовершенствованной CFD-модели в систему мониторинга радиационного состояния НБК и ОУ для анализа и прогнозирования текущего состоя- ния НБК и ОУ как в режиме нормальной эксплуатации, так и в случаях чрезвычайных ситуаций, связанных с повышенными выбросами радиоактивных веществ. Данная работа является продолжением ранее прове- денных работ для концерна НОВАРКА. Материалы этой статьи публикуются в рамках выполнения проекта Ядер- ной программы НАН Украины «Вдосконалення системи моніторингу термогазодинамічного і радіаційного стану Нового Безпечного Конфайнмента та Об’єкта Укриття щодо їх впливу на персонал і довкілля» в 2016–2018 го- дах и проекта НАТО «Redefined Chernobyl Confinement ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2017, т. 39, №1 31 АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА model – assisting Ukraine in managing the radioactive dust disturbances and leaks and protecting their workers» в 2015–2017 годах. ЛИТЕРАТУРА 1. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%BE %D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B 8%D0%BD%D0%B3 2. Приложение для информации: Предложе- ния подрядчика ПК-1 НБК по технической концеп- ции ПК-1 НБК // http://chnpp.gov.ua/images/stories/sip/ rus/081204append.pdf 3. Развитие и оптимизация систем контроля атомных электростанций 0-62 с ВВЭР: монография / В.И. Скалозубов, Д.В. Билей, Т.В. Габлая, и др.; под ред. В. И. Скалозубова; НАН Украины, Ин-т проблем без- опасности АЭС. – Чернобыль (Киев, обл.): – Ин-т про- блем безопасности АЭС, 2008. – 512 с. 4. http://www.metoffice.gov.uk/research/modelling- systems/numerical-models. 5. Поваров В.П., Бакиров М.Б. RU 2574578 Сис- тема многопараметрического непрерывного монито- ринга эксплуатационной повреждаемости оборудова- ния атомной электростанции // http://www.findpatent.ru/ patent/257/2574578.html. 6. Голотина Л.А., Цветков Р.В., Шардаков И.Н. Использование программного средства «ANSYS» в ав- томатизированной системе мониторинга механического состояния зданий и сооружений // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. – 2008. – Volume 4, Issue 2. – стр. 48–50. 7. Система мониторинга эксплуатационных дан- ных АЭС (в части радиационного мониторинга объекта) // http://neolant.ru/projects/news_detail.php?ID=206. 8. Deme S., Jánosy J.S., Láng E., Szabó I.C. Radionuclide dispersion calculation in environmental radiation monitoring system of the Рaks NPP //KFKI Atomic Energy Research Institute, H-1525, Budapest, P.O. Box 49, Paks Nuclear Power Plant, H-7031, Paks, P.O. Box 71 // http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_ Public/36/097/36097682.pdf. 9. Пояснительная записка системы мониторинга технического состояния строительных конструкций ма-шинного зала энергоблока №1 Балаковской АЭС для оценки технического состояния и остаточного ресурса в период дополнительного срока эксплуатации // Пенза. – 2010. – 74 стр. 10. Белостоцкий А.М., Каличава Д.К. Математи- ческое моделирование как основа мониторинга зданий и сооружений // Int. Jorn. for Computational Civil and Structural Engineering. – 2010. – Volume 6, Issue 1&2. – pp. 78–80. 11. Круковський П.Г. Аналіз термогазодинамічного стану Нового Безпечного Конфайнменту і «Об’єкта Укриття» // Вісник Національної Академії України, 2014, №3, с.13–19. 12. Richter C., Sogalla M., Thielen H., Martens R. Atmosphärisches Radionuklid-Transport-Modell mit der graphischen Benutzeroberfläche GO-ARTM, Programmbeschreibung zu Version 2.8.0 (GO-ARTM Version 2.0) // Stand 17.04.2015, Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) mbH, Köln. ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2017, т. 39, №132 АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА USING THERMAL, HUMIDITY AND RADIATION CONDITION CFD-MODEL IN THE MONITORING SYSTEM OF THE NEW SAFE CONFINEMENT Krukovskiy P.G., Tadlia O.Y., Deyneko A.I., Metel M.A. Institute of Engineering Thermophysics of National Academy of Sciences of Ukraine, ul. Zhelyabova, 2a, Kiev-57, 03057, Ukraine Review of existing monitoring systems employing the CFD-models allowed to put forward re-quirements to the proposed monitoring system of the potentially hazardous objects, such as NSC. It reveals features and problems of CFD-models application in such monitoring systems. The monitoring system of the NSC state with a permanently operating three-dimensional CFD-model will improve, complement and extend the capabilities of the designed monitoring system of NSC parameters. The article describes the relevance and advantages of the developed CFD-model over other models. The necessity of using the CFD-model in the monitoring system of the NSC’s thermal, humidity, and radiation state is shown. The advanced CFD-model of radiation state of the NSC and the Object Shelter was developed and its verification by measurements of emissions of radioactive aerosols from the Shelter was conducted. The model was tested for solving the problems of the analysis and forecasting the spread of radioactive aerosols inside and their leaks outside the NSC. References 12, table 1, figures 5. Key words: New Safe Confinement, Shelter Object, radiation safety, state monitoring, CFD-model. 1. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%BE %D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B 8%D0%BD%D0%B3 2. Prilozheniye dlya informatsii: Predlozheniya podryadchika PK-1 NBK po tekhnicheskoy kontseptsii PK-1 NBK [Appendix for information: Proposals of the contractor NSC CS-1 on the technical concept of NSC CS-1], http://chnpp.gov.ua/images/stories/sip/rus/081204append. pdf (RUS) 3. Razvitiye i optimizatsiya sistem kontrolya atomnykh elektrostantsiy 0-62 s VVER: monografiya [The develop- ment and optimization of nuclear power plant control systems with 0-62 PWR: Monograph] . V.I. Skalozubov, D.V. Biley, T.V. Gablaya, i dr.; pod red. V. I. Skalozubova; NAN Ukrainy, In-t problem bezopasnosti AES [Institute of safety problem NASU], Chernobyl', 2008, 512 p. (RUS) 4. http://www.metoffice.gov.uk/research/modelling- systems/numerical-models. 5. Povarov V.P., Bakirov M.B. RU 2574578 Sistema mnogoparametricheskogo nepreryvnogo monitoringa ekspluatatsionnoy povrezhdayemosti oborudovaniya atomnoy elektrostantsii [Multiparameter system of continuous monitoring of damage to operational nuclear power plant equipment], http://www.findpatent.ru/ patent/257/2574578.html. (RUS) 6. Golotina L.A., Tsvetkov R.V., Shardakov I.N. Ispol'zovaniye programmnogo sredstva «ANSYS» v avtomatizirovannoy sisteme monitoringa mekhanicheskogo sostoyaniya zdaniy i sooruzheniy [Using the software tool «ANSYS» in the automated system for monitoring the mechanical state of buildings and structures], International Journal for Computational Civil and Structural Engineering, 2008, V. 4, Issue 2, P. 48–50. (RUS) 7. Sistema monitoringa ekspluatatsionnykh dannykh AES (v chasti radiatsionnogo monitoringa ob"yekta) [NPP operational data monitoring system (in terms of radiation monitoring facility)], http://neolant.ru/projects/news_ detail.php?ID=206. (RUS) 8. Deme S., Jánosy J.S., Láng E., Szabó I.C. Radionuclide dispersion calculation in environmental radiation monitoring system of the Рaks NPP . KFKI Atomic Energy Research Institute, H-1525, Budapest, P.O. Box 49, Paks Nuclear Power Plant, H-7031, Paks, P.O. Box 71, http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_ Public/36/097/36097682.pdf. 9. Poyasnitel'naya zapiska sistemy monitoringa tekhnicheskogo sostoyaniya stroitel'nykh konstruktsiy mashinnogo zala energobloka №1 Balakovskoy AES dlya otsenki tekhnicheskogo sostoyaniya i ostatochnogo resursa v period dopolnitel'nogo sroka ekspluatatsii [The explanatory note of the system for monitoring the technical condition of building constructions machine room unit №1 of Balakovo NPP to assess the technical condition and remaining life during the additional years of operation], Penza, 2010, 74 p. (RUS) 10. Belostotskiy A.M., Kalichava D.K. Mate- maticheskoye modelirovaniye kak osnova monitoringa zdaniy i sooruzheniy [Mathematical modeling as a basis for buildings and structures monitoring]. Int. Jorn. for Com- putational Civil and Structural Engineering, 2010, V. 6, Issue 1&2, pp. 78–80. (RUS) 11. Krukovs'kiy P.G. Analíz termogazodinamíchnogo stanu Novogo Bezpechnogo Konfaynmentu í «Ob’êkta Ukrittya» [Analysis heat and humid state of New Safe Confinement and "Shelter" Object], Vísnik Natsíonal'noí Akademíí Ukraíni [Bulletin of the National Academy of Ukraine], 2014, №3, pp.13–19. (UKR) 12. Richter C., Sogalla M., Thielen H., Martens R. Atmosphärisches Radionuklid-Transport-Modell mit der graphischen Benutzeroberfläche GO-ARTM, Program- mbeschreibung zu Version 2.8.0 (GO-ARTM Version 2.0), Stand 17.04.2015, Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) mbH, Köln. Получено 10.01.2016 Received 10.01.2016

Использование CFD-модели тепловлажностного и радиационного состояния в системе мониторинга Нового Безопасного Конфайнмента

Репозитарії

Схожі ресурси