1 / 15

Моделирование взаимодействия тепловыделяющего расплава с бетоном кодом HEFEST-EVA

Моделирование взаимодействия тепловыделяющего расплава с бетоном кодом HEFEST-EVA. Моисеенко Е. В. ИБРАЭ РАН Международная школа-семинар по ядерным технологиям для студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов «Черемшанские чтения» 24 - 27 апреля 2011 года, г. Димитровград.

arden
Download Presentation

Моделирование взаимодействия тепловыделяющего расплава с бетоном кодом HEFEST-EVA

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Моделированиевзаимодействиятепловыделяющего расплава с бетоном кодом HEFEST-EVA Моисеенко Е. В. ИБРАЭ РАН Международная школа-семинар по ядерным технологиям для студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов«Черемшанские чтения» 24 - 27 апреля 2011 года, г. Димитровград

  2. Где это может произойти? • Пока есть АЭС без УЛР, есть опасность выхода расплава в бетонную шахту • Потеря контроля над охлаждением бассейна выдержки или перегрузочного бассейна может привести к плавлению топлива • В УЛР может происходить взаимодействие расплава с бетоном (EPR, АЭС-2006)

  3. Какие явления с этим связаны? • Плавление бетона и выход расплава в окружающую среду • Выход горючих газов (H2, CO) в ЗОи детонация • Разогрев атмосферы в ЗО и термическое повреждение конструкций • Выход радиоактивных ПД из расплава с последующим проникновением в окружающую среду

  4. Какие есть расчётные средства? • «Many western codes, includingSCDAP/RELAP5, MELCOR, CONTAIN, ICARE2, ATHLET-CD, are available in Russia for the analysis of severe accidents in VVERs». • Зарубежные автономныекоды (CORCON, ASTEC/MEDICIS) • Разработки ИБРАЭ (CONV2D, HEFEST-EVA) Safety research needs for Russian-designed reactors. OECD, 1998

  5. Зачем же что-то ещё? • Проблемы лицензирования • Доступность новых версий • Качество моделей • Совместимость сдругими расчётными средствами (СОКРАТ,HEFEST-CC)

  6. Основные процессы  • Остаточное объёмное тепловыделение • Разложение бетона шахты • Плавление бетона и перемешивание с кориумом • Химические реакции в расплаве • Конвективный теплообмен в расплаве • Унос тепла с верхней границы расплава • Выход неконденсируемых газов • Выход аэрозолей    Mo Ru Sb Te SrO CsI … H2 CO Хим. реакции H2O CO2

  7. Основные процессы – разложение бетона H2O CO2

  8. Основные процессы – химические реакции в расплаве Выход газов Н2 CО Si Ni Zr Fe Cr Zr SiO2 H2O CO2 Fe3O4 Перенос материалов в ванну расплава Реакции на фронте плавления Реакции в объёме расплава

  9. Основные процессы – химические реакции в расплаве Характерные для бетона и УЛР (водяной пар, гематит) Окисление циркония: Zr + 2H2O = ZrO2 + 2H2 Fe2O3 + 1.5Zr = 2Fe + 1.5ZrO2 Окисление хрома и никеля: Сr + 1.5H2O = 0.5Сr2O3 + 1.5H2 Ni + H2O = NiO + H2 Fe2O3 + 2Cr = 2Fe + Cr2O3 Fe2O3 + Ni = 2FeO + NiO Восстановление гематита: Fe2O3 = 2FeO + 0.5O2 Окисление свободного железа: Fe + 0.5O2 = FeO Fe + H2O = FeO + H2 Характерны для бетона (углекислый газ, кремний) Окисление циркония: Zr + 2CO2 = ZrO2 + 2CO Zr +SiO2 = ZrO2 + Si Окисление хрома, никеля и кремния: Сr + 1.5CO2 = 0.5Сr2O3 + 1.5CO Ni + CO2 = NiO + CO Si + 2 H2O = SiO2 + 2 H2 Si + 2 CO2 = SiO2 + 2 CO Окисление свободного железа: Fe + CO2 = FeO + CO Fe + H2O = FeO + H2

  10. Основные процессы – выход аэрозолей • Вынос паров в пузырьках с последующей конденсацией • Образование брызг при лопании пузырьков Fe CaO Н2 СО Ru Cs2O Н2Fe СО Ru Fe Fe CaO CaO Ru Ru

  11. Основные процессы – выход аэрозолей • В расплаве: • Топливо, цирконий, компоненты стали (и их оксиды) и бетона: Fe, Cr, Ni, FeO, Cr2O3, NiO, UO2, Zr, Zr2O3, SiO2, CaO, Na2O, K2O, Al2O3, Si • Продукты деления: • Cs, I, Mo, Ru, Ba, Sr, La, Ce, Eu, Nd, Nb, Sb, Te • Покидают расплав: • Fe, Cr, Ni, Mo, Ru, Sb, Te, CaO, Al2O3, SiO2, CaO, Na2O, K2O, UO2, ZrO2, Cs2O, BaO, SrO, La2O3, CeO2, NbO, CsI

  12. Основные процессы – конвекция в расплаве Модель анизотропной эффективной теплопроводности: R,Z (T)=R,ZН(T)R,Z (T,l)=R,ZН(T) Н(T) – теплопроводность без учёта конвекции R,Z – конвективный множитель, зависит от числа Нуссельта

  13. Результат расчёта Глубина проплавления Выход Н2 и СО Кориум Бетон Выход ПД

  14. Дальнейшее развитие • Изменение плотности материалов при плавлении • Расширение валидационной базы

  15. Спасибо! http://моисеенко.рф/doc/Moiseenko-Cherem.ppt

More Related