Разработка модели контура с естественной циркуляцией теплоносителя в условиях качки
Основным требованием, предъявляемым к любой ядерной энергетической установке, является безопасность. На нее в процессе эксплуатации воздействуют различные факторы, исследование которых на реальных установках затруднительно ввиду больших экономических затрат. Эту проблему можно решить путем создания моделей-прототипов, на которых можно проводить исследования многих сложных процессов. Одним из таких процессов является динамическое воздействие на судовую установку. Наиболее остро такого рода воздействия влияют на естественную циркуляцию теплоносителя, которая служит одной из основных аварийных систем безопасности, а также является перспективным способом обеспечения движения в основном циркуляционном тракте. Цель данной работы - оценка влияния внешних динамических сил на процессы естественной циркуляции. Для исследования был изготовлен стенд, моделирующий одну из петель циркуляции реакторной установки. Основной метод получения экспериментальных данных - температурное зондирование характерных участков трассы циркуляции. Построенная математическая модель, описывающая данный процесс, основана на уравнениях сохранения количества движения и теплового баланса. В соответствии с экспериментальными данными произведен расчет естественной циркуляции для статического и динамического режимов и построена математическая модель, описывающая данный процесс. Произведен сравнительный анализ результатов расчета статического и динамического режимов. Установлено, что снижение массового расхода в динамическом режиме составило около 10 % от статического режима, что подтверждает качественное влияние качки на естественную циркуляцию. Практическая значимость заключается в создании модели с учетом качки, а также ее верификации на исследовательском стенде. Установленное значительное влияние качки на массовый расход теплоносителя в случае естественной циркуляции, дополнительно подтвержденное косвенными признаками, говорит о необходимости проведения исследований естественной циркуляции в соответствии с разработанной моделью в условиях максимально возможной качки для действующих и проектируемых реакторных установок в целях обеспечения требуемой безопасности судовых установок.