|
Эта публикация цитируется в 1 научной статье (всего в 1 статье)
МОДЕЛИ В ФИЗИКЕ И ТЕХНОЛОГИИ
Численный анализ естественной конвекции кориума в условиях внутрикорпусной локализации с учетом переменного тепловыделения
А. И. Кудровa, М. А. Шереметab a Национальный исследовательский Томский политехнический университет,
Россия, 634050, г. Томск, пр. Ленина, д. 30
b Национальный исследовательский Томский государственный университет,
Россия, 634050, г. Томск, пр. Ленина, д. 36
Аннотация:
В представленном исследовании проводится численное моделирование охлаждения кориума, расплава керамического топлива ядерного реактора и оксидов конструкционных материалов, в горизонтальной полуцилиндрической полости, стенки которой поддерживаются при постоянной температуре, в условиях естественной конвекции.
Охлаждение кориума — это процесс характерный для тяжелой аварии на ядерном реакторе, которая может быть локализована путем удержания кориума внутри корпуса реактора, испытывающего внешнее охлаждение. Такой подход обеспечивает не только сравнительно простой способ удержания радиоактивности в пределах первого контура, но и возможность реализации на действующих блоках. Это выступает альтернативой ловушке расплава, еще одному методу локализации. Точный анализ и моделирование процесса охлаждения в таких условиях оказываются перспективной областью исследований в настоящее время.
В начальный момент времени температура кориума принимается равной температуре стенки. Кориум, несмотря на останов реактора, обладает остаточным тепловыделением, которое уменьшается со временем согласно формуле Вэя–Вигнера. Процесс естественной конвекции внутри полости описывается системой уравнений в приближении Буссинеска, которая включает в себя уравнение движения, уравнение неразрывности и уравнение энергии. Конвективные потоки считаются ламинарными и двумерными, теплофизические свойства жидкости считаются независимыми от температуры.
Краевая задача математической физики формулируется в безразмерных переменных «функция тока – завихренность». Полученные дифференциальные уравнения решаются численно при помощи метода конечных разностей c использованием локально-одномерной схемы Самарского применительно к уравнениям параболического типа.
В результате исследований получены временные зависимости среднего числа Нуссельта на верхней и нижней стенках полости в широком диапазоне изменения числа Рэлея от $10^3$ до $10^6$. Указанные зависимости также были проанализированы при различных значениях безразмерного времени работы реактора до аварии. Исследования проведены как на основе распределений изолиний функции тока и температуры, так и с использованием временных профилей интенсивности конвективного течения и теплообмена.
Ключевые слова:
естественная конвекция, кориум, ядерный реактор, тяжелая авария, численное моделирование, метод конечных разностей.
Поступила в редакцию: 14.02.2021 Исправленный вариант: 04.05.2021 Принята в печать: 17.06.2021
Образец цитирования:
А. И. Кудров, М. А. Шеремет, “Численный анализ естественной конвекции кориума в условиях внутрикорпусной локализации с учетом переменного тепловыделения”, Компьютерные исследования и моделирование, 13:4 (2021), 807–822
Образцы ссылок на эту страницу:
https://www.mathnet.ru/rus/crm918 https://www.mathnet.ru/rus/crm/v13/i4/p807
|
Статистика просмотров: |
Страница аннотации: | 178 | PDF полного текста: | 55 | Список литературы: | 34 |
|