Консервативный метод обоснования квалификации БРУ-А АЭС с ВВЭР-1000 при двухфазных режимах истечения
Приведен консервативный расчетно-аналитический метод оценки квалификации БРУ-А при двухфазных режимах истечения с учетом результатов опытной квалификации на однофазных режимах. Показано, что показатели надежности и работоспособность БРУ-А на закрытие будут не хуже, чем в квалифицированных однофазных...
Збережено в:
| Дата: | 2009 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України
2009
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/7447 |
| 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: | Консервативный метод обоснования квалификации БРУ-А АЭС с ВВЭР-1000 при двухфазных режимах истечения / В.В. Богодист, В.И. Скалозубов, К.В. Скалозубов, А.В. Шавлаков, С.В. Шигин // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля. — 2009. — Вип. 12. — С. 69-71. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-7447 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-74472010-03-31T12:01:52Z Консервативный метод обоснования квалификации БРУ-А АЭС с ВВЭР-1000 при двухфазных режимах истечения Богодист, В.В. Скалозубов, В.И. Скалозубов, К.В. Шавлаков, А.В. Шигин, С.В. Проблеми безпеки атомних електростанцій Приведен консервативный расчетно-аналитический метод оценки квалификации БРУ-А при двухфазных режимах истечения с учетом результатов опытной квалификации на однофазных режимах. Показано, что показатели надежности и работоспособность БРУ-А на закрытие будут не хуже, чем в квалифицированных однофазных режимах на паре. Наведено консервативний розрахунково-аналітичний метод оцінки кваліфікації ШРУ-А при двофазних режимах витікання з урахуванням результатів дослідної кваліфікації на однофазних режимах. Показано, що показники надійності та працездатність ШРУ-А на закриття будуть не гірші, ніж у кваліфікованих однофазних режимах. The article represents the conservative calculation-analytical assessment method of qualification of fast-acting reducing valves at biphase discharge modes taking into account the results of experimental qualification at one-phase modes. It is shown that reliability indexes and availability to close of fast-acting reducing valves will be not worse than at qualified one-phase modes. 2009 Article Консервативный метод обоснования квалификации БРУ-А АЭС с ВВЭР-1000 при двухфазных режимах истечения / В.В. Богодист, В.И. Скалозубов, К.В. Скалозубов, А.В. Шавлаков, С.В. Шигин // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля. — 2009. — Вип. 12. — С. 69-71. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 1813-3584 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/7447 621.311.25:621.039 ru Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Проблеми безпеки атомних електростанцій Проблеми безпеки атомних електростанцій |
| spellingShingle |
Проблеми безпеки атомних електростанцій Проблеми безпеки атомних електростанцій Богодист, В.В. Скалозубов, В.И. Скалозубов, К.В. Шавлаков, А.В. Шигин, С.В. Консервативный метод обоснования квалификации БРУ-А АЭС с ВВЭР-1000 при двухфазных режимах истечения |
| description |
Приведен консервативный расчетно-аналитический метод оценки квалификации БРУ-А при двухфазных режимах истечения с учетом результатов опытной квалификации на однофазных режимах. Показано, что показатели надежности и работоспособность БРУ-А на закрытие будут не хуже, чем в квалифицированных однофазных режимах на паре. |
| format |
Article |
| author |
Богодист, В.В. Скалозубов, В.И. Скалозубов, К.В. Шавлаков, А.В. Шигин, С.В. |
| author_facet |
Богодист, В.В. Скалозубов, В.И. Скалозубов, К.В. Шавлаков, А.В. Шигин, С.В. |
| author_sort |
Богодист, В.В. |
| title |
Консервативный метод обоснования квалификации БРУ-А АЭС с ВВЭР-1000 при двухфазных режимах истечения |
| title_short |
Консервативный метод обоснования квалификации БРУ-А АЭС с ВВЭР-1000 при двухфазных режимах истечения |
| title_full |
Консервативный метод обоснования квалификации БРУ-А АЭС с ВВЭР-1000 при двухфазных режимах истечения |
| title_fullStr |
Консервативный метод обоснования квалификации БРУ-А АЭС с ВВЭР-1000 при двухфазных режимах истечения |
| title_full_unstemmed |
Консервативный метод обоснования квалификации БРУ-А АЭС с ВВЭР-1000 при двухфазных режимах истечения |
| title_sort |
консервативный метод обоснования квалификации бру-а аэс с ввэр-1000 при двухфазных режимах истечения |
| publisher |
Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України |
| publishDate |
2009 |
| topic_facet |
Проблеми безпеки атомних електростанцій |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/7447 |
| citation_txt |
Консервативный метод обоснования квалификации БРУ-А АЭС с ВВЭР-1000 при двухфазных режимах истечения / В.В. Богодист, В.И. Скалозубов, К.В. Скалозубов, А.В. Шавлаков, С.В. Шигин // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля. — 2009. — Вип. 12. — С. 69-71. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT bogodistvv konservativnyjmetodobosnovaniâkvalifikaciibruaaéssvvér1000pridvuhfaznyhrežimahistečeniâ AT skalozubovvi konservativnyjmetodobosnovaniâkvalifikaciibruaaéssvvér1000pridvuhfaznyhrežimahistečeniâ AT skalozubovkv konservativnyjmetodobosnovaniâkvalifikaciibruaaéssvvér1000pridvuhfaznyhrežimahistečeniâ AT šavlakovav konservativnyjmetodobosnovaniâkvalifikaciibruaaéssvvér1000pridvuhfaznyhrežimahistečeniâ AT šiginsv konservativnyjmetodobosnovaniâkvalifikaciibruaaéssvvér1000pridvuhfaznyhrežimahistečeniâ |
| first_indexed |
2025-07-02T10:15:07Z |
| last_indexed |
2025-07-02T10:15:07Z |
| _version_ |
1836529806827585536 |
| fulltext |
ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 12 2009 69
УДК 621.311.25:621.039
КОНСЕРВАТИВНЫЙ МЕТОД ОБОСНОВАНИЯ КВАЛИФИКАЦИИ БРУ-А АЭС
С ВВЭР-1000 ПРИ ДВУХФАЗНЫХ РЕЖИМАХ ИСТЕЧЕНИЯ
В. В. Богодист*, В. И. Скалозубов, К. В. Скалозубов, А. В. Шавлаков*, С. В. Шигин*
Институт проблем безопасности АЭС НАН Украины, Киев
* ОП "Запорожская АЭС", Энергодар
Приведен консервативный расчетно-аналитический метод оценки квалификации БРУ-А при
двухфазных режимах истечения с учетом результатов опытной квалификации на однофазных режи-
мах. Показано, что показатели надежности и работоспособность БРУ-А на закрытие будут не хуже,
чем в квалифицированных однофазных режимах на паре.
Ключевые слова: квалификация, консервативный метод, двухфазный режим.
Актуальность квалификации быстродействующего редукционного устройства сброса
среды в атмосферу (БРУ-А) определяется следующим.
1. В соответствии с проектно-конструкторской документацией, предэксплуатацион-
ными и эксплуатационными испытаниями БРУ-А квалифицированы для условий истечения
пара или паровоздушной смеси. Углубленный анализ безопасности, проведенный вероятно-
стными и детерминистскими методами для АЭС с ВВЭР-1000, показал возможность возник-
новения двухфазных режимов через БРУ-А при авариях с межконтурными течами. В этих
условиях (для которых БРУ-А не квалифицированы) возникает существенная неопределен-
ность возможного отказа на закрытие (после открытия) клапанов БРУ-А, который приводит
к недопустимым последствиям.
2. Известные результаты экспериментальной квалификации БРУ-А на двухфазной
среде (например, [1]) недостаточно обоснованы для реальных условий работоспособности
БРУ-А ВВЭР-1000.
Один из возможных подходов квалификации БРУ-А ВВЭР-1000 при двухфазных ре-
жимах может быть основан на расчетно-аналитических обоснованиях, предусмотренных от-
раслевой программой квалификации [2].
Критерии квалификации БРУ-А на воде и пароводяной смеси
Основным критерием квалификации БРУ-А является условие превышения определен-
ных проектно-конструкторской документацией рабочих усилий Fу по закрытию клапанов
внешних теплогидравлических нагрузок, связанных с динамическим напором потока Fд и
гидравлическим сопротивлением среды рабочему органу Fс:
Fу ≥ Fд + Fс. (1)
Дополнительным критерием квалификации БРУ-А на воде и пароводяной смеси явля-
ется результаты предэксплуатационных и эксплуатационных испытаний, подтверждающих
проектную работоспособность клапанов БРУ-А на паре (однофазная среда):
Fу ≥ Fд(ρ = ρп) + Fс(ρ = ρп), (2)
где ρ и ρп –плотность среды и пара соответственно.
Консервативный анализ квалификации БРУ-А на воде и пароводяной среде
Проведение достаточно корректного моделирования теплогидравлических процессов
(а соответственно и определение внешних теплогидравлических нагрузок) затруднительно
по следующим причинам:
существенная неодномерность истечения среды и сложность учета реальных проект-
но-конструкторских характеристик проточной части;
неопределенность неравновесности теплогидродинамических процессов в проточной
части.
В. В. БОГОДИСТ, В. И. СКАЛОЗУБОВ, К. В. СКАЛОЗУБОВ И ДР.
________________________________________________________________________________________________________________________
ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 12 2009 70
В этой ситуации применим консервативный подход, использующий допущения в сто-
рону предельных (более худших) условий срабатывания клапанов по отношению к реальным
условиям.
Основные допущения в рамках консервативного подхода квалификации БРУ-А на во-
де и пароводяной смеси заключаются в следующем.
1. Расход через БРУ-А определяется максимальной пропускной способностью G0 вне
зависимости от плотности среды.
2. Плотность среды при определении внешних теплогидродинамических нагрузок на
шток рабочего органа полагается равной плотности жидкости ρж.
3. Пренебрежение неравновесностью парожидкостной среды.
4. Давление перед возможными скачками уплотнения полагается равным уставке сра-
батывания БРУ-А Р0.
Проходное сечение клапана БРУ-А сложной геометрической формы, условно его
можно разделить на входную камеру (сужение проходной части потока вплоть до минималь-
ного Fmin) и выходную камеру (расширение потока).
Максимальные нагрузки, связанные с динамическим напором потока, можно оценить
как
Fд = Sпр∆P, (3)
где Sпр – приведенная площадь поверхности штока, подверженная перепаду динамического
напора ∆P = (P1 – P2); P1, P2 – давление во входной камере и давление вблизи минимального
сечения проточной части клапана соответственно.
Силы гидравлического сопротивления среды определяются как
Fс = Kс(Wш – W)|Wш – W|, (4)
где Кс – коэффициент, зависящий от конструкционно-технических характеристик штока и
теплофизических свойств среды потока; Wш, W – скорость движения штока и среды соответ-
ственно.
Анализ уравнений теплогидродинамических процессов в проточной части клапана в
рамках принятых допущений показывает [3 –5], что в общем случае возможна реализация
трех основных режимов истечения среды в проточной части клапана:
1) докритический режим истечения (число Маха М < 1);
2) критический режим истечения (М = 1 в минимальном сечении проточной части);
3) сверхзвуковой режим истечения (М > 1 во входной камере проходного сечения).
При докритических и критических режимах истечения основной критерий квалифи-
кации БРУ-А на воде и пароводяной смеси выполняется вне зависимости от состояния двух-
фазного потока, так как в этих условиях
∆Р < 0 и (Wш –W) < 0,
а нагрузки, связанные с динамическим напором и гидравлическим сопротивлением среды,
способствуют выполнению функций рабочего органа по закрытию клапана БРУ-А.
В случае возникновения сверхзвукового режима вблизи минимальных сечений воз-
можно возникновение скачков уплотнения, вызванных превышением скорости звука во
входной камере сужения потока, а соответственно и условия ∆Р > 0.
Возникновение скачка уплотнений конечной интенсивности в рамках принятых кон-
сервативных допущений для рассматриваемых условий описывается известным консерва-
тивным соотношением [4, 5]
1
2
P
P
= 1 +
1
1
ρ
P
W
, (5)
где индексы 1 и 2 относятся соответственно к параметрам до и после скачка уплотнений.
КОНСЕРВАТИВНЫЙ МЕТОД ОБОСНОВАНИЯ КВАЛИФИКАЦИИ БРУ-А АЭС
________________________________________________________________________________________________________________________
ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 12 2009 71
При истечении пара через клапан БРУ-А величина скачка уплотнения
1
2
Р
Р
= 1 +
пomin
o
PS
G
ρ
, (6)
∆Р = Р2 – Р1 =
п
o
min
o P
S
G
ρ . (7)
При истечении воды/пароводяной среды через БРУ-А консервативная оценка скачка
уплотнения
∆Р =
ж
o
min
o P
S
G
ρ . (8)
Из полученных оценок (7) и (8) динамических напоров при скачках уплотнений в про-
точной части клапанов БРУ-А следует, что необходимые усилия для преодоления гидроди-
намического напора по закрытию штока при истечении воды/пароводяной среды не превы-
шают соответствующих усилий при истечении пара (квалифицированных проектом).
Сила гидравлического сопротивления (как и в случае докритических и критических
режимов) ввиду условия (Wш –W) < 0 способствует закрытию клапана.
Таким образом, с учетом полученных консервативных оценок скачков уплотнений во
входной камере, а также дополнительного критерия квалификации (2), можно распростра-
нить результаты проектной квалификации БРУ-А на условия истечения воды и/или парово-
дяной среды.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. EEXDC 0038E. Qualification of the Secondary Relies Valve for Water Discharge operation.
2. ПМ-Д.0.03.476-09. Программа работ по квалификации оборудования энергоблоков АЭС ГП
НАЭК «Енергоатом».
3. Моделирование аварий на ЯЭУ АЭС / В. Н. Васильченко, В. В. Ким, В. И. Скалозубов. – Одесса:
Резон 2000, 2002. – 466 с.
4. Циклаури Г.В. Адиабатные двухфазные течения. – М.: Атомиздат, 1973. – 448 с.
5. Фисенко В.В. Сжимаемость теплоносителя и эффективность работы контуров циркуляции ЯЭУ. –
М.: Энергоатомиздат, 1987. – 200 с.
КОНСЕРВАТИВНИЙ МЕТОД ОБГРУНТУВАННЯ КВАЛІФІКАЦІЇ ШРУ-А АЕС
ІЗ ВВЕР-1000 ПРИ ДВОФАЗНИХ РЕЖИМАХ ВИТІКАННЯ
В.В. Богодист, В.І. Скалозубов, К.В. Скалозубов, О.В. Шавлаков, С.В. Шигін
Наведено консервативний розрахунково-аналітичний метод оцінки кваліфікації ШРУ-А при
двофазних режимах витікання з урахуванням результатів дослідної кваліфікації на однофазних режи-
мах. Показано, що показники надійності та працездатність ШРУ-А на закриття будуть не гірші, ніж у
кваліфікованих однофазних режимах.
Ключові слова: кваліфікація, консервативний метод, двофазний режим.
CONSERVATIVE METHOD TO FOUND QUALIFICATION OF FAST-ACTING
REDUCING VALVES FOR NPP WITH VVER 1000 AT BIPHASE DISCHARGE MODES
V.V. Bogodist, V.I. Skalozubov, K.V. Skalozubov, A.V. Shavlakov, S.V. Shigin
The article represents the conservative calculation-analytical assessment method of qualification of
fast-acting reducing valves at biphase discharge modes taking into account the results of experimental quali-
fication at one-phase modes. It is shown that reliability indexes and availability to close of fast-acting reduc-
ing valves will be not worse than at qualified one-phase modes.
Keywords: qualification, conservative method, biphase mode.
Поступила в редакцию 27.07.09
|