Моисеенко Е. В., Филиппов А. С.
ИБРАЭ РАН
V школа-семинар СОКРАТ
10 - 14 октября 2011 года, Тверская обл., дер. Волга
- Главная
- Разное
- Дизайн
- Бизнес и предпринимательство
- Аналитика
- Образование
- Развлечения
- Красота и здоровье
- Финансы
- Государство
- Путешествия
- Спорт
- Недвижимость
- Армия
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Моделирование внекорпусной стадии тяжёлой аварии кодом СОКРАТ/HEFEST: взаимодействие тепловыделяющего расплава с бетоном презентация
Содержание
- 1. Моделирование внекорпусной стадии тяжёлой аварии кодом СОКРАТ/HEFEST: взаимодействие тепловыделяющего расплава с бетоном
- 2. Где это может произойти? Пока есть АЭС
- 3. Какие явления с этим связаны? Плавление бетона
- 4. Какие есть расчётные средства? «Many western codes,
- 5. Основные процессы Остаточное объёмное тепловыделение Разложение
- 6. Основные процессы – разложение бетона H2O CO2
- 7. Основные процессы – химические реакции в расплаве
- 8. Основные процессы – химические реакции в расплаве
- 9. Основные процессы – выход аэрозолей Вынос
- 10. Основные процессы – выход аэрозолей В
- 11. Основные процессы – конвекция в расплаве
- 12. Работа с модулем HEFEST Включение моделей: chem
- 13. Результат расчёта Кориум Бетон Глубина проплавления
- 14. Возможное развитие Доработка модели выхода ПД Изменение
- 15. Спасибо! http://моисеенко.рф/doc/Moiseenko-Socrat.ppt
Где это может произойти? Пока есть АЭС без УЛР, есть опасность выхода расплава в бетонную шахту Потеря контроля над охлаждением бассейна выдержки или перегрузочного бассейна может привести к плавлению топлива В
Слайд 1Моделирование внекорпусной стадии тяжёлой аварии кодом СОКРАТ/HEFEST: взаимодействие тепловыделяющего расплава с
бетоном
Слайд 2Где это может произойти?
Пока есть АЭС без УЛР, есть опасность выхода
расплава в бетонную шахту
Потеря контроля над охлаждением бассейна выдержки или перегрузочного бассейна может привести к плавлению топлива
В УЛР может происходить взаимодействие расплава с бетоном (EPR, АЭС-2006)
Потеря контроля над охлаждением бассейна выдержки или перегрузочного бассейна может привести к плавлению топлива
В УЛР может происходить взаимодействие расплава с бетоном (EPR, АЭС-2006)
Слайд 3Какие явления с этим связаны?
Плавление бетона и выход расплава в окружающую
среду
Выход горючих газов (H2, CO) в ЗО и детонация
Разогрев атмосферы в ЗО и термическое повреждение конструкций
Выход радиоактивных ПД из расплава с последующим проникновением в окружающую среду
Выход горючих газов (H2, CO) в ЗО и детонация
Разогрев атмосферы в ЗО и термическое повреждение конструкций
Выход радиоактивных ПД из расплава с последующим проникновением в окружающую среду
Слайд 4Какие есть расчётные средства?
«Many western codes, including SCDAP/RELAP5, MELCOR, CONTAIN, ICARE2,
ATHLET-CD, are available in Russia for the analysis of severe accidents in VVERs».
Зарубежные автономные коды (CORCON)
Разработки ИБРАЭ (CONV2D, HEFEST-EVA)
Зарубежные автономные коды (CORCON)
Разработки ИБРАЭ (CONV2D, HEFEST-EVA)
Safety research needs for Russian-designed reactors.
OECD, 1998
Слайд 5Основные процессы
Остаточное объёмное тепловыделение
Разложение бетона шахты
Плавление бетона и перемешивание с
кориумом
Химические реакции в расплаве
Конвективный теплообмен в расплаве
Унос тепла с верхней границы расплава
Выход неконденсируемых газов
Выход аэрозолей
Химические реакции в расплаве
Конвективный теплообмен в расплаве
Унос тепла с верхней границы расплава
Выход неконденсируемых газов
Выход аэрозолей
H2O
CO2
Хим. реакции
H2
CO
Mo Ru
Sb Te
SrO CsI
…
✓
✓
✓
✓
Слайд 7Основные процессы – химические реакции в расплаве
H2O
CO2
Реакции на фронте плавления
Перенос материалов
в ванну расплава
Реакции в объёме расплава
Н2
CО
Выход газов
SiO2
Zr
Zr Fe
Cr
Si
Ni
Fe3O4
Слайд 8Основные процессы – химические реакции в расплаве
Реализованные для УЛР (водяной пар,
гематит)
Окисление циркония:
Zr + 2H2O = ZrO2 + 2H2
Fe2O3 + 1.5Zr = 2Fe + 1.5ZrO2
Окисление хрома и никеля:
Сr + 1.5H2O = 0.5Сr2O3 + 1.5H2
Ni + H2O = NiO + H2
Fe2O3 + 2Cr = 2Fe + Cr2O3
Fe2O3 + Ni = 2FeO + NiO
Восстановление гематита:
Fe2O3 = 2FeO + 0.5O2
Окисление свободного железа:
Fe + 0.5O2 = FeO
Fe + H2O = FeO + H2
Окисление циркония:
Zr + 2H2O = ZrO2 + 2H2
Fe2O3 + 1.5Zr = 2Fe + 1.5ZrO2
Окисление хрома и никеля:
Сr + 1.5H2O = 0.5Сr2O3 + 1.5H2
Ni + H2O = NiO + H2
Fe2O3 + 2Cr = 2Fe + Cr2O3
Fe2O3 + Ni = 2FeO + NiO
Восстановление гематита:
Fe2O3 = 2FeO + 0.5O2
Окисление свободного железа:
Fe + 0.5O2 = FeO
Fe + H2O = FeO + H2
Добавленные для бетона (углекислый газ, кремний)
Окисление циркония:
Zr + 2CO2 = ZrO2 + 2CO
Zr +SiO2 = ZrO2 + Si
Окисление хрома, никеля и кремния:
Сr + 1.5CO2 = 0.5Сr2O3 + 1.5CO
Ni + CO2 = NiO + CO
Si + 2 H2O = SiO2 + 2 H2
Si + 2 CO2 = SiO2 + 2 CO
Окисление свободного железа:
Fe + CO2 = FeO + CO
Fe + H2O = FeO + H2
Слайд 9Основные процессы – выход аэрозолей
Вынос паров в пузырьках с последующей
конденсацией
Образование брызг при лопании пузырьков
Образование брызг при лопании пузырьков
Fe
Н2
СО
Cs2O
CaO
Ru
Н2 Fe
СО Ru
Fe
CaO
Ru
Fe
CaO
Ru
Слайд 10Основные процессы – выход аэрозолей
В расплаве:
Топливо, цирконий, компоненты стали (и
их оксиды) и бетона:
Fe, Cr, Ni, FeO, Cr2O3, NiO, UO2, Zr, Zr2O3, SiO2, CaO, Na2O, K2O, Al2O3, Si
Продукты деления:
Cs, I, Mo, Ru, Ba, Sr, La, Ce, Eu, Nd, Nb, Sb, Te
Покидают расплав:
Fe, Cr, Ni, Mo, Ru, Sb, Te, CaO, Al2O3, SiO2, CaO, Na2O, K2O, UO2, ZrO2, Cs2O, BaO, SrO, La2O3, CeO2, NbO, CsI
Fe, Cr, Ni, FeO, Cr2O3, NiO, UO2, Zr, Zr2O3, SiO2, CaO, Na2O, K2O, Al2O3, Si
Продукты деления:
Cs, I, Mo, Ru, Ba, Sr, La, Ce, Eu, Nd, Nb, Sb, Te
Покидают расплав:
Fe, Cr, Ni, Mo, Ru, Sb, Te, CaO, Al2O3, SiO2, CaO, Na2O, K2O, UO2, ZrO2, Cs2O, BaO, SrO, La2O3, CeO2, NbO, CsI
Слайд 11Основные процессы – конвекция в расплаве
Модель эффективной теплопроводности:
λR,Z (T)=ζR,Z λН(T) λR,Z
(T,l)=ζR,Z λН(T)
λН(T) – теплопроводность без учёта конвекции
ζR,Z – конвективный множитель, зависит от числа Нуссельта
λН(T) – теплопроводность без учёта конвекции
ζR,Z – конвективный множитель, зависит от числа Нуссельта
Слайд 12Работа с модулем HEFEST
Включение моделей:
chem concrete
В бетоне должны быть материалы:
H2Oevap –
соответствует испаряемой воде в составе бетона;
H2Ochem – соответствует химически связанной воде в составе бетона;
CO2 – соответствует химически связанной двуокиси углерода в составе бетона.
Результаты химических реакций пишутся в файл p0chem
Начальные массы ПД задаются командой
fprmass n m1 m2 ... mn
n – количество элементов ПД в расплаве (n<15), m1, … mn – их массы в килограммах. Массы перечисляются в следующем порядке:
Cs, I, Mo, Ru, Ba, Sr, Zr, La, Ce, Eu, Nd, Nb, Sb, Te
Массы выходящих ПД пишутся в файл p0fpr
H2Ochem – соответствует химически связанной воде в составе бетона;
CO2 – соответствует химически связанной двуокиси углерода в составе бетона.
Результаты химических реакций пишутся в файл p0chem
Начальные массы ПД задаются командой
fprmass n m1 m2 ... mn
n – количество элементов ПД в расплаве (n<15), m1, … mn – их массы в килограммах. Массы перечисляются в следующем порядке:
Cs, I, Mo, Ru, Ba, Sr, Zr, La, Ce, Eu, Nd, Nb, Sb, Te
Массы выходящих ПД пишутся в файл p0fpr
Слайд 14Возможное развитие
Доработка модели выхода ПД
Изменение плотности материалов при плавлении
Расширение валидационной базы
