информацияenglish
Материалы конференции

Симоненко В.А. Шульц О.В. Лавренюк И.В. Безгодов Е.В.

Экспериментальное исследование процессов воспламенения и смены режимов горения ВПГС в условиях, характерных для тяжёлых аварий на АЭС С ВВЭР

2015-2016 гг. в РФЯЦ-ВНИИТФ проведены эксперименты, направленные на исследование струйных течений, воспламенения и режимов распространения пламени в водородосодержащих парогазовых смесях (ВПГС) в макетах помещений защитной оболочки (ЗО) на АЭС с ВВЭР в разных масштабах от 1:200 до 1:10. В докладе представлены постановка и результаты проведенных экспериментов.

Первая часть экспериментальной программы состоит из более чем 600 критериальных экспериментов. Полученные результаты расширяют область применимости диаграммы Шапиро-Моффетти для давлений и температур, характерных для тяжелых аварий (ТА). Показана немонотонность зависимости пределов воспламенения от давления и температуры.

Вторая часть экспериментальной программы состоит из динамических экспериментов, реализованных на трех установках разного масштаба.

В ударной трубе исследованы процессы воспламенения и распространения пламени в однородных водородо-воздушных средах при концентрациях водорода от 6 до 16 % и в неоднородных смесях, образуемых в процессе истечения пароводородной струи в воздух. Методика визуализации позволила получить детальную информацию о структуре фронта пламени. Получены результаты с различными режимами воспламенения в области бедных водородом составов. Из-за различной потенциальной опасности таких режимов целесообразно использование «трехлистной» поверхности концентрационных пределов воспламенения (ПКПВ) в проектных работах. Получены экспериментальные данные по ускорению пламени при его переходе через перегородку между отсеками установки.

Для проведения экспериментов в масштабе 1:10 и отработки методик измерения создан разрушаемый макет помещений ЗО из поликарбоната. В ходе эксперимента в нагретый макет подавался водяной пар и водород, после чего наблюдалась стратификация ВПГС. В экспериментах с воспламенением был зафиксирован фронт пламени и особенности его распространения с учетом наличия проемов между помещениями и макетов внутренних устройств.

Установка БМ-П разработана для проведения динамических экспериментов с ВПГС во всѐм диапазоне температур (до 200 ˚С) и давлений (до 0,5 МПа), характерных для ТА. Установка представляет собой две цилиндрические камеры высотой 5 м и диаметром 2 м, соединенные каналом, высота расположения которого может меняться. В экспериментах были получены различные режимы заполнения установки газами: стратифицированный, однородный (по одному или нескольким компонентам). Снижение начальной температуры внутри камеры приводило к конденсации водяного пара и дополнительному перемешиванию с воздухом. В экспериментах с инициированием горения получены данные о распространении пламени вверх и вниз, о замедлении и остановке пламени под действием силы тяжести, о неинтенсивном горении в виде всплывающего очага пламени (термика).

В проведенных экспериментах получена богатая информация, которая может быть использована для углублѐнного анализа процессов, характерных для стадии выхода водорода в ходе ТА, для уточнения математических моделей этих процессов, для расширения возможностей используемых и перспективных проектных кодов, для создания и развития CFD-кодов.

Полный текст доклада не представлен.