Методи кваліфікації термодинамічної стійкості запобіжних клапанів та пароскидальних пристроїв ядерних енергоустановок
DOI:
https://doi.org/10.15276/opu.2.72.2025.08Ключові слова:
кваліфікація, пасивна система безпеки, арматура, реактор, парогенератор, термодинамічна стійкість, ядерна енергоустановкаАнотація
Аналіз відомих розробок у напрямках аналізу надійності запобіжних клапанів і пароскидальних пристроїв реактора та парогенераторів ядерних енергоустановок з ВВЕР встановив необхідність розрахункової кваліфікації запобіжних клапанів і пароскидальних пристроїв в умовах аварійних режимів, які не передбачені експлуатаційними випробуваннями ядерних енергоустановок. Одним з таких питань є визначення умов імпульсної та коливальної термодинамічної нестійкості запобіжних клапанів і пароскидальних пристроїв у аварійних режимах. Наслідками термодинамічної нестійкості може бути порушення виконання критичних функцій безпеки в умовах управління аваріями. Експериментальна кваліфікація запобіжних клапанів і пароскидальних пристроїв в аварійних умовах не є можливою, тому потрібна розрахункова кваліфікація. Необхідність розрахункової кваліфікації також актуальна у зв’язку з перспективними програмами експлуатації реакторів в умовах підвищеної тривалості паливних кампаній, в яких зменшується кількість випробувань пасивних систем безпеки у планові ремонти енергоблоків. Розроблено метод кваліфікації пропускної спроможності запобіжних клапанів і пароскидальних пристроїв пасивних систем безпеки ядерних енергоустановок в умовах імпульсної та коливальної термодинамічної нестійкості. Встановлено необхідну умову імпульсної термодинамічної нестійкості – формування трансзвукового режиму потоку робочого середовища в конфузорній зоні запобіжних клапанів/пароскидальних пристроїв. Наслідки імпульсної термодинамічної нестійкості – гідродинамічний «удар» внаслідок перетворення кінетичної енергії потоку у внутрішню енергію гідродинамічного «удару» та гальмування потоку. Визначено максимальну амплітуду тиску гідродинамічного «удару» внаслідок імпульсної термодинамічної нестійкості при повному гальмуванні потоку. Встановлено умови і наслідки коливальної термодинамічної нестійкості в дозвукових режимах потоку в проточних зонах запобіжних клапанів/пароскидальних пристроїв на основі фундаментального принципу термодинамічної нестійкості рівноважних систем. На базі розробленого метода кваліфікації пропускної спроможності запобіжних клапанів/пароскидальних пристроїв визначено умови і підходи забезпечення термодинамічної стійкості потоку в проточних зонах запобіжних клапанів/ пароскидальних пристроїв та запобігання гідродинамічним «ударам».
Завантаження
Посилання
Mazur, Ye. (2024). Passive systems safety of nuclear power plants. LAP LAMBERT Academic Publishing. ISBN 978-620-8-41532-7.
Kondratyuk, V., Pysmennyy, Y., Verinov, O., Filatov, V., & Ostapenko, I. (2022). Improvement of nuclear safety taking into account the lessons learned from severe accidents. Nuclear and Radiation Safety, 3, 76–81. DOI: 10.32918/nrs.2022.3(95).08.
Komarov, Yu. (2013). Some research results by risk-inform approaches for NPP safety and operational efficiency. Nuclear Physics and Atomic Energy, 4(14), 356–362. DOI: 10.15407/jnpae2013.04.
Oborskyi, H.O. (Ed.) (2013). A set of methods for reviewing the safety of nuclear energy in Ukraine, taking into account the lessons of environmental disasters in Chernobyl and Fukushima. Odessa: Astroprint.
Skalozubov, V.I., Мelnik, S.І., Vashchenko, V.M., Korduba, І.B., & Hrib, V. Yu. (2023). The method of express analysis of nuclear and ecological safety during the modernization of nuclear fuel. Journal of Geology, Geography and Geoecology, 2(32), 388–395. DOI: 10.15421/112335.
Derbenov, H. (2024). Strategies for controlling the concentration of boron solution in the coolant of nuclear power plants. LAP LAMBERT Academic Publishing. ISBN 978-620-0-3247-6.
Makarenko, A., Chaikovskyi, M., Mazurok, O., Zuyok, V., & Mykhaylenko, O. (2024). Calculation Analysis of VVER-1000 RCCA Elements to Justify Lifetime Extension. Nuclear and Radiation Safety, 3, 26–35. DOI: 10.32918/nrs.2024.3(103).03.
Kukhotskyi, O., Gumeniuk, D., Ligotskyy, O., Potoskuiev, O., Shyshuta, A., & Ostapovets, A. (2024). Requirements for Maintenance of Equipment in Systems Important to Safety of Nuclear Power Plants. Nuclear and Radiation Safety, 3, 52–59. DOI: 10.32918/nrs.2024.3(103).06.
Hrybanov, V. (2025). Strength qualification of bridge crane of nuclear power plants. LAP LAMBERT Academic Publishing. ISBN 978-613-58350-8.
Smith, C.L., Le Blanc, K., & Mandelli, D. (Ed.) (2023). Risk-informed methods and applications in nuclear and energy engineering: modelling, experimentation, and validation. Elsevier Inc., Academic Press. DOI: 10.1016/C2020-0-04468-3.
