Крупномасштабный теплогидравлический водяной стенд с моделью парогенератора ВВЭР позволяет исследовать характеристики и автономность пассивных систем безопасности и разработки мер по управлению авариями.
Стенд предназначен для экспериментального обоснования работоспособности пассивных систем безопасности реакторов ВВЭР нового поколения. В настоящее время стенд позволяет проводить экспериментальное обоснование эффективности пассивных систем ГЕ-2 и СПОТ при аварии с потерей теплоносителя с учетом взаимовлияния процессов в первом контуре, в пассивных системах и защитной оболочке.
Стенд введен в эксплуатацию в 2004 году и модернизирован в 2013–2015 гг.
Спецификация стенда
| Рабочая среда | вода, пар |
| Максимальное давление, МПа | 0,5 |
| Максимальная температура, °С | 150 |
| Максимальная мощность модели реактора, МВт | 0,5 |
| Максимальная мощность модели парогенератора, МВт | 0,5 |
| Объем металлической модели ЗО, м3 | 79 |
| Объём моделей гидроёмкостей, м3 | 10 |
Измеряемые параметры
| Мощность, МВт | до 1 |
| Температура, °С | 20–150 |
| Расход теплоносителя, кг/с м3/ч |
вода до 17 пар до 500 |
| Уровень в моделях гидроёмкостей, м | 0-4 |
| Давление теплоносителя, МПа | до 0,5 |
| Давление в защитной оболочке, МПа | до 0,5 |
Эксперименты, выполненные на стенде в последние годы и их результаты
На крупномасштабном теплогидравлическом стенде ГЕ-2М проведено обоснование работоспособности дополнительной системы пассивного залива активной зоны из гидроемкостей второй ступени в проектной конфигурации с двумя параллельно подсоединенными гидроемкостями. Экспериментально обоснованы проектные технические решения, применяющиеся в системе ГЕ-2 и позволяющие значительно снизить нестационарное взаимодействие пара и недогретой воды при запуске системы в работу. Результаты экспериментального исследования на стенде ГЕ-2М использованы для верификации расчетных кодов ТЕЧЬ-М и КОРСАР/ГП.
Выполнено экспериментальное исследование работы модели парогенератора реактора ВВЭР в нештатном аварийном режиме конденсации пара. В результате проведенных экспериментов получены следующие результаты:
- исследованы особенности работы парогенератора ВВЭР в конденсационном режиме;
- доказано значительное негативное влияние накопления неконденсирующихся газов в трубчатке модели парогенератора на его конденсационную мощность;
- обоснована достаточность проектной расходной характеристики отвода парогазовой смеси из «холодного» коллектора модели ПГ.
Результаты, полученные в ходе экспериментов, подтверждают работоспособность парогенератора в конденсационном режиме в течение 24 часов при совместной работе с системой гидроёмкостей второй ступени. В результате опытов, выполненных методом стационарных состояний, были получены экспериментальные данные для верификации расчетных теплогидравлических кодов ТЕЧЬ-М и КОРСАР/ГП.
- идентификацию и количественный анализ элементов примесей в жидких, твердых и газообразных веществах, в том числе высокочистых;
- разработку методов химико-аналитического контроля технологических сред и материалов реакторов на быстрых нейтронах;
- определение содержания примеси углерода и серы в металлах, сплавах и неорганических материалах.
Рабочий участок РУ-ЗО
Рабочий участок РУ-ЗО оснащённый моделями реактора, парогенератора и защитной оболочки, предназначен для экспериментального обоснования работоспособности пассивных систем безопасности реакторов ВВЭР нового поколения (АЭС-2006, ВВЭР-ТОИ). В настоящее время РУ-30 позволяет проводить экспериментальное обоснование эффективности работы пассивных систем ГЕ-2 и СПОТ при аварии с потерей теплоносителя с учётом взаимного влияния процессов в первом контуре, в пассивных системах и защитной оболочке. Установка введена в эксплуатацию в 2004 году и в 2013-2015 годах модернизирована.
Выполненные работы
- На РУ-ЗО проведено обоснование работоспособности дополнительной системы пассивного залива активной зон и гидроёмкостей второй ступени в проектной конфигурации с двумя параллельно подсоединёнными гидроёмкостями. Экспериментально обоснованы проектные технические решения применяющиеся в системе ГЕ-2, позволяющие значительно снизить нестационарное взаимодействие пара и недогретой воды при запуске системы в работу.
- Выполнено экспериментальное исследование работы модели парогенератора реактора ВВЭР в нештатном аварийном режиме конденсации пара. Результаты, полученные в ходе экспериментов, подтверждают работоспособность парогенератора в конденсационном режиме в течение 24 часов при совместной работе с системой гидроёмкостей второй ступени
- Результаты экспериментального исследования на стенде РУ-ЗО использованы для верификации расчётных кодов ТЕЧЬ-М и КОРСАР/ГП.
Возможности РУ-30
В состав РУ-ЗО входят: модель реактора, модель защитной оболочки, модель парогенератора ВВЭР, бак-аккумуятор пара с системой подачи пара от ТЭЦ ГНЦ РФ-ФЭИ, модель теплообменника СПОТ, охлаждаемая технической водой. Основное оборудование стенда связано между собой трубопроводами и оснащено запорно-отсечной арматурой. Высотные отметки размещения оборудования соответствуют проектным. Для уменьшения тепловых потерь оборудование и технологические линии теплоизолированы.
- Система поддержания давления РУ-ЗО позволяет обеспечивать постоянство тепло-физических параметров при проведении экспериментов. Для изучения влияния неконденсирующихся газов на конденсационную мощность модели ПГ на РУ-ЗО реализована система подачи газа в первый контур.
- РУ-ЗО позволяет проводить комплексные исследования работы пассивных систем безопасности РУ типа ВВЭР. Возможно моделирование работы парогенераторов в конденсационном режиме, исследование влияния накопления не конденсирующихся газов в трубчатке модели парогенератора на его конденсационную мощность с учетом возможного поступления газов из первого контура и защитной оболочки. При этом моделируются процессы оттока парогазовой смеси в объем гидроемкостей системы пассивного залива активной зоны.
- Кроме того, на РУ-ЗО возможно проведение исследований, направленных на изучение процессов гидродинамики и тепломассообмена, связанных с кипением растворов борной кислоты в активной зоне аварийного реактора.