Лабник по интегрированным прикладным системам. Практикум по курсу интегрированные прикладные системы москва, 2008
 Скачать 1.04 Mb.
|
1. Основные цели лабораторной работы1) Изучить основы использования интегрального кода RELAP для расчета аварий и переходных режимов на энергоблоках АЭС. 2) Используя расчетную модель для блока с ВВЭР-440 рассчитать и проанализировать две аварии с течью теплоносителя из первого контура. 3) Построить необходимые графические зависимости. 4) Сделать выводы по проведенным расчетам. 2. Описание нодализационной схемы ВВЭР-440Шесть петель главного циркуляционного контура (ГЦТ) РУ моделируются тремя петлями (рис. 4.1). Одна петля (петля с КД) моделирует петлю с течью. Две другие моделирующие петли включают в себя оставшиеся две и три реальные петли РУ, соответственно. Расчетные элементы первого контура сохраняют объемы и высотные отметки реальной РУ. Во втором контуре АЭС моделируются парогенераторы на петлях, паропроводы ПГ и главный паровой коллектор, системы основной и аварийной питательной воды, предохранительные клапана на ПГ, БРУ-А и стопорные клапаны ТГ. При моделировании активной зоны (АЗ) выделено четыре участка. В первую очередь это наиболее горячий канал АЗ, представляющий наибольший интерес с точки зрения безопасности АЭС. Далее байпас АЗ, моделирующий суммарно различные протечки в реакторе в обход АЗ. Оставшаяся часть АЗ разделена на два участка. Один участок моделирует одну треть АЗ, в которую попадает вода при срабатывании ГЕ САОЗ в процессе аварии и другой участок моделирует оставшиеся две трети АЗ. Каждый твэл разбит по радиусу на десять зон, по высоте АЗ представлена пятью участками. При моделировании ПГ разбивается на три пучка. Первый, самый нижний, моделирует 1274 трубки, второй – 1718 трубок и последний – 2544 трубки. ГЦН моделируется с помощью безразмерных гомологичных характеристик для ГЦН-317. Принято, что при снижении давления первого контура ниже уставок срабатывания подключаются четыре ГЕ САОЗ.  Рис. 1. Нодализационная схема установки ВВЭР440/В-213 1-19 опускной участок реактора; 20-22 участок под активной зоной; 23-26 активная зона реактора; 27-32 и 72 – пространство над активной зоной; 33-35 – раздача горячего теплоносителя по петлям; 36,44,50 – элементы горячего трубопровода соответствующих петель; 39,41-43, 47, 49,53,55 – элементы холодного трубопровода соответствующих петель, 40,48,54 – главные циркуляционные насосы соответствующих петель; 56-61 главные запорные задвижки; 37,38,45,46,51,52 – главные циркуляционные насосы соответствующих петель; 62-64 – элементы парогенераторов со стороны второго контура; 65 – компенсатор давления; 66 –гидроемкости; 67 – турбины; 70 – элементы паропровода второго контура; 71 – моделируемая течь из холодного трубопровода первого контура; 68,69 – система насосов САОЗ низкого давления; 73 – высокого давления 3. Сценарий первого аварийного режима Исходное событие первой аварии: течь в холодной нитке 30 мм Отказы систем безопасности: отказ 3 гидроаккумулятора, Отказы систем АЭС: закрыты ГЗЗ первой и второй петли Таблица 1. Путь протекания первой аварии
4. Результаты расчета первого аварийного режима В исходном состоянии энергоблок работает на мощности 100%. После открытия течи теплоносителя из холодной нитки начинается падения уровня воды в КД, снижение давления в первом контуре и мощности реактора. В ходе развития аварии происходит следующая последовательность состояния систем и элементов АС: Таблица 2. Последовательность событий первого аварийного режима
Выводы За расчетный промежуток времени температура оболочки твэл не вышла за рамки проектного предела 1200 0С. 5. Сценарий второго аварийного режима Исходное событие второй аварии: течь в холодной нитке 30 мм Отказы систем безопасности: отказ первого гидроаккумулятора, Отказы систем АЭС: закрыты ГЗЗ второй и 3-ей петли Таблица 3. Путь протекания второй аварии
6. Результаты расчета второго аварийного режима В исходном состоянии энергоблок работает на мощности 100%. После открытия течи теплоносителя из холодной нитки начинается падения уровня воды в КД, снижение давления в первом контуре и мощности реактора. В ходе развития аварии происходит следующая последовательность состояния систем и элементов АС: Таблица 4. Последовательность событий второго аварийного режима
Выводы За расчетный промежуток времени температура оболочки твэл не вышла за рамки проектного предела 1200 0С. Заключение Пути протекания двух аварийных процессов близки друг к другу, что обусловлено схожими исходными событиями. В обоих аварийных процессов температура оболочки твэл не превышает проектного предела 1200 0С. В целом второй аварийный процесс более опасен, нежели первый. В первом аварийном процессе уровень теплоносителя в активной зоне остается практически постоянным, за исключением кратковременных провалов, а во втором аварийном процессе уровень колеблется в пределах полуметра относительно исходного (рис.12а-б). Как следствие этого, масса теплоносителя в петлях при первой аварии на протяжении аварийного процесса сохраняется на более высоком уровне, чем во второй аварии (рис. 13а-в). Хотя это не вызывает больших отличий в температуре топлива, но заметно сказывается на реактивности (рис. 14). Характер спада температуры оболочки твэл в течение расчетного периода первой аварии сохраняется монотонным, а во второй аварии происходит ступенчатое снижение температуры с резкими подъемами и спадами, что может привести к дополнительным термическим напряжениям. В итоге можно сказать, что вторая авария является более опасной, поскольку может привести к дополнительным термических напряжениям.  Рис. 2. Зависимость мощности реактора от времени  Рис. 3. Зависимость давления в активной зоне от времени  Рис. 4а. Зависимость температуры оболочки твэл от времени в первом аварийном процессе  Рис. 4б. Зависимость температуры оболочки твэл от времени во втором аварийном процессе  Рис. 5а Зависимость температуры топлива от времени в первом аварийном процессе  Рис. 5б Зависимость температуры топлива от времени во втором аварийном процессе  Рис. 6 Зависимость давления второго контура от времени для первой петли  Рис. 7. Зависимость расхода через течь  Рис. 8.а Зависимость расхода через БРУ-А первой петли  Рис. 8.б Зависимость расхода через БРУ-А третьей петли  Рис. 9 Зависимость расхода теплоносителя через активную зону от времени  Рис. 10 Зависимость суммарного расхода САОЗ от времени  Рис. 11.а Зависимость расхода в первой петле от времени  Рис. 11.б Зависимость расхода во второй петле от времени  Рис. 11.в Зависимость расхода в третьей петле от времени  Рис. 12.а Зависимость уровня воды в активной зоне от времени в первом аварийном режиме  Рис. 12.б. Зависимость уровня воды в активной зоне от времени во втором режиме  Рис. 13.а Зависимость массы теплоносителя в первой петле  Рис. 13.б Зависимость массы теплоносителя во второй петле  Рис. 13.в Зависимость массы теплоносителя в третьей петле  Рис. 14 Зависимость реактивности от времени  Рис. 15 Зависимость уровня воды в КД от времени  Рис. 16 Зависимость теплообмена от первого ко второму контуру от времени |