информацияenglish
Материалы конференции

Безлепкин В.В. Капица Д.В. Котов В.В. Шурыгина Н.Ю. Яшкин А.В.

Трехмерный расчет горения водородосодержащих паровоздушных смесей в рамках обоснования безопасности АЭС с ВВЭР

Современные требования в области обеспечения безопасности проектируемых, строящихся и реконструируемых АЭС отмечают необходимость выполнения критериев обеспечения водородной пожаро- и взрывобезопасности.

В рамках проекта АЭС-2006 общая концепция безопасности атомной электростанции основывается на принципе глубокоэшелонированной защиты, который представляет собой применение системы барьеров на пути распространения ионизирующего излучения и радиоактивных веществ в окружающую среду и системы технических и организационных мер по защите самих этих барьеров и сохранению эффективности их работы, а также непосредственно по защите населения. Последним барьером, предотвращающим выход продуктов деления в окружающую среду является система защитных герметичных ограждений, то есть защитная оболочка (ЗО) здания ядерного реактора АЭС.

При протекании тяжелой аварии типа LOCA (Lost Of Coolant Accident), то есть с потерей теплоносителя, в результате осушения активной зоны реактора и окисления циркониевых оболочек топливных элементов, вырабатывается большое количество водорода. При попадании водорода внутрь ЗО он может при определенной концентрации образовывать вместе с воздухом и паром горючие и взрывоопасные смеси.

Согласно федеральным нормам и правилам, обоснование водородной взрывозащиты должно быть выполнено в проекте атомной станции и представлено в отчете по обоснованию безопасности. Обоснование должно выполняться только с использованием аттестованных в Ростехнадзоре расчетных программных средств.

Для решения задачи расчета горения водородосодержащих газовых смесей в замкнутых объемах сложной геометрии в широком диапазоне режимов горения (от медленного горения до детонации) сотрудниками РФЯЦ-ВНИИЭФ при участии специалистов АО Атомпроект был разработан трехмерный код FIRECON 1.0, аттестованный в 2015 году.

Код FIRECON специально разрабатывался под архитектуру кластерных вычислительных систем с массовым параллелизмом и распределенной оперативной памятью, поэтому все расчеты проводились на Супер-ЭВМ.

В докладе приводятся результаты трехмерных расчетов горения водородосодержащей паровоздушной смеси в помещениях защитной оболочки здания реактора АЭС для нескольких сценариев тяжелых аварий. Полученные динамические нагрузки на стены помещений ЗО используются в последующем анализе их прочности, который показывает уровень воздействия горения водородосодержащей паровоздушной смеси на целостность защитной оболочки АЭС.

Полная версия (русский)