Розрахунок температурного поля вигородки реактору ВВЕР-1000 для аналізу її розпухання

Анотація

В роботі представлено спрощену CFD-модель охолодження вигородки реактору ВВЕР-1000, розроблену для подальшого аналізу величини її об’ємного розпухання. Так як явище розпухання є основнимобмежуючим фактором при продовженні терміну експлуатації енергоблоків з ВВЕР-1000, а моделі розпухання дуже чутливі до температурного поля в металі, його визначенню приділяється особлива увага. В даній роботі пропонується підхід із застосуванням засобів обчислювальної гідродинаміки (CFD), що дозволяє врахувати локальні гідродинамічні особливості потоку теплоносія, а також азимутальні розподіли характерних параметрів. Розроблено аналітичну модель для оцінки характеристичних параметрів спрощеної CFD-моделі, що дозволяє обґрунтовано звузити її межі. Розрахункова модель охолодження вигородки, що обмежена її висотою, має 60-градусну симетрію та включає активну зону, вигородку, шахту, спрощену геометрію з’єднувальних шпильок та омиваючий теплоносій. Активна зона представлена у вигляді еквівалентного гомогенного тіла з урахуванням просторового розподілу об’ємного енерговиділення. Вигородка розглядається як монолітне тіло, в якому враховано об’ємні енерговиділення за рахунок гамма випромінювання. Також, в моделі враховано циркуляцію охолоджуючого теплоносія через проточки в гайках, що дозволяє отримати більш реальне температурне поле шпильок. Отримані коефіцієнти тепловіддачі та температури добре узгоджуються з аналітичною оцінкою та дають більш прийнятні результати в порівнянні з RELAP5. Отримане поле температур використане для оцінки процесу розпухання. Через менш консервативні результати температурного поля величина розпухання вигородки суттєво зменшується. Розроблену модель в подальшому вдосконалено та використано для розрахунку зміни температурного поля при протіканні представницького перехідного процесу порушення умов нормальної експлуатації. Результати моделювання нестаціон