'

Моделирование внекорпусной стадии тяжёлой аварии кодом СОКРАТ/HEFEST: взаимодействие тепловыделяющего расплава с бетоном

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

Моделирование внекорпусной стадии тяжёлой аварии кодом СОКРАТ/HEFEST: взаимодействие тепловыделяющего расплава с бетоном Моисеенко Е. В., Филиппов А. С. ИБРАЭ РАН V школа-семинар СОКРАТ 10 - 14 октября 2011 года, Тверская обл., дер. Волга


Слайд 1

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)


Слайд 2

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


Слайд 3

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


Слайд 4

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 H2O CO2 Хим. реакции H2 CO Mo Ru Sb Te SrO CsI … ? ? ? ?


Слайд 5

Основные процессы – разложение бетона H2O CO2


Слайд 6

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


Слайд 7

Основные процессы – химические реакции в расплаве Реализованные для 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 Добавленные 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


Слайд 8

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


Слайд 9

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


Слайд 10

Основные процессы – конвекция в расплаве Модель 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


Слайд 11

Работа с модулем HEFEST Включение моделей: chem concrete В бетоне должны быть материалы: H2Oevap – соответствует испаряемой воде в составе бетона; H2Ochem – соответствует химически связанной воде в составе бетона; CO2 – соответствует химически связанной двуокиси углерода в составе бетона. Результаты химических реакций пишутся в файл p0chem Начальные массы ПД задаются командой fprmass n m1 m2 ... mn n – количество элементов ПД в расплаве (n<15), m1, … mn – их массы в килограммах. Массы перечисляются в следующем порядке: Cs, I, Mo, Ru, Ba, Sr, Zr, La, Ce, Eu, Nd, Nb, Sb, Te Массы выходящих ПД пишутся в файл p0fpr


Слайд 12

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


Слайд 13

Возможное развитие Доработка модели выхода ПД Изменение плотности материалов при плавлении Расширение валидационной базы


Слайд 14

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


×

HTML:





Ссылка: