корсар/в3

НИТИ им. А.П. Александрова
Верификация кода КОРСАР с учетом поведения
неконденсирующихся газов в теплоносителе на
основе интегральных экспериментов
А.Н. Гудошников, Ю.А. Мигров, Ю.В. Юдов, С.Н. Румянцев
5 международная научно-техническая конференция
«Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР»
29 мая – 1 июня 2007, Подольск, Россия
1
НИТИ им. А.П. Александрова
КОРСАР/В3
Особенности модели неконденсирующихся газов (НГ)
 Количество компонентов – 4 (H2, He, N2, O2)
 Перенос газов жидкой и паровой фазами
 Тепловое и механическое равновесие компонентов НГ и
несущих фаз
 Влияние НГ на массовый и энергетический баланс жидкой
фазы не учитывается
 Влияние неконденсирующихся газов на теплообмен
(учитывается диффузионное сопротивление при подводе и отводе
паровой компоненты от межфазной поверхности)
 Источники НГ:

взаимодействие металла с паром

выход газа из жидкой фазы

радиолиз компонентов теплоносителя

поступление из внешних источников
2
НИТИ им. А.П. Александрова
КОРСАР/В3
Стенд PKL III
Места впрысков
Эксперимент В 4.1
Характеристики впрысков
№
Место
V, нм3
Длит.
1
ГН 1
0.25
1 час
2
ХН 3
0.25
1 час
3
ГН 2
0.25
5 мин
4
ХН 4
0.25
5 мин
5
ГН 1
1.50
1 час
6
ХН 3
1.50
1 час
3
1,5
2,6
4
3
НИТИ им. А.П. Александрова
КОРСАР/В3
Схема нодализации стенда PKL III для кода КОРСАР
2
steam lines
3
4
1
8
5
separator
9
10
slves2
ch204
11
ch205
12
upper head
bypass
15
14
13
12
5 6
from cold leg
downcomer
vessel
1
2
3
4
5
1
ch8
1
core
ch2
10
5
4
3
2
1
ch3
1
19
20
21
4
3
2
1
3
bypass
42
hot
legs
cold
legs
KBA injection (loop 1-4)
1
21
ch150
6
4
gas injection (loop 1,2)
1
10
2
38
ch132
5
1
34
col121
11
ch140
6
21
ch101
1
junb205
19
col111
1
9
downcomer
pipes
1
ch144
ch9
16
col205
23
8
feed water
pressurizer
13
ch102
1
7
18
ch103
DC pipe
20
1 2 3
13 14
ch202
20
19
ch203
steam
generator (1-4)
22
21
10
bvol_t2
7
KBA disch.
(loop 3)
25 26
28
to downcomer
20
gas injection (loop 3,4)
15
10
11
13
12
ch6
RPV
ch4
4
НИТИ им. А.П. Александрова
1
2
3
4
5
КОРСАР/В3
6
1
2
3
4
5
12
5
6
Расчет
Эксперимент
Уровень (м)
Объем (нм 3)
4
3
2
8
4
1
0
0
0
10000
20000
Время (с)
30000
0
40000
10000
20000
Время (с)
30000
40000
Уровень воды в верхней камере
Объем введенного азота
15
6
10
Расчет
Эксперимент
5
0
Давление (бар)
Давление (бар)
Расчет
Эксперимент
4
2
0
0
10000
20000
Время (с)
30000
Давление в первом контуре
40000
0
10000
20000
Время (с)
30000
Давление во втором контуре
40000
5
НИТИ им. А.П. Александрова
1
2
3
4
5
6
1
1.2
3
4
5
0
1.5
1
0.5
-0.4
0
-0.8
-0.5
10000
20000
Время (с)
30000
40000
0
2
Расчет
Эксперимент
1.2
0.8
0.4
-0.4
0
20000
Время (с)
40000
Расчет
Эксперимент
0.8
0.4
10000
30000
1.2
0
0
20000
Время (с)
1.6
Расход (кг/с)
1.6
10000
Расход во второй петле
Расход в первой петле
2
6
Расчет
Эксперимент
2
Расход (кг/с)
0.4
0
Расход (кг/с)
2
2.5
Расчет
Эксперимент
0.8
Расход (кг/с)
КОРСАР/В3
30000
Расход в третьей петле
40000
0
10000
20000
Время (с)
30000
Расход в четвертой петле
40000
6
НИТИ им. А.П. Александрова
1
2
3
4
5
6
1
180
2
3
4
5
160
140
120
100
Расчет
Эксперимент
190
180
170
160
150
0
10000
20000
Время (с)
30000
40000
0
Температура на входе в а.з.
10000
20000
Время (с)
Уровень (м)
4
40000
Расчет
Эксперимент
Расчет
Эксперимент
8
30000
Температура на выходе а.з.
12
12
Уровень (м)
6
200
Расчет
Эксперимент
Температура (0C)
Температура (0C)
КОРСАР/В3
8
4
0
0
0
10000
20000
Время (с)
30000
40000
Уровень в длинных трубках ПГ1
0
10000
20000
Время (с)
30000
40000
Уровень в длинных трубках ПГ2
7
НИТИ им. А.П. Александрова
1
КОРСАР/В3
2
3
4
1.2
Объем (нм3)
Введенный газ
Растворенный газ
0.8
0.4
0
0
4000
8000
12000
Время (с)
16000
20000
Объемы введенного и растворенного азота
8
НИТИ им. А.П. Александрова
1
3
4
5
6
1
160
140
120
100
3
4
5
6
190
180
170
160
150
0
10000
20000
Время (с)
30000
40000
0
2
1.6
1.6
Расход (кг/с)
2
1.2
0.8
0.4
Расчет с откл. мод. раств.
Эксперимент
Расчет
0
10000
20000
Время (с)
30000
40000
Температура на выходе а.з.
Температура на входе в а.з.
Расход (кг/с)
2
Расчет с откл. мод. раств.
Эксперимент
Расчет
200
Расч. с отключ. мод. раств. газа
Эксперимент
Расчет
Температура (0C)
Температура (0C)
180
2
КОРСАР/В3
1.2
0.8
0.4
Расчет с откл. мод. раств.
Эксперимент
Расчет
0
-0.4
-0.4
0
10000
20000
Время (с)
30000
Расход в третьей петле
40000
0
10000
20000
Время (с)
30000
Расход в четвертой петле
40000
9
m cold leg
wncomer
sel
НИТИ им. А.П. Александрова
КОРСАР/В3
Схема нодализации стенда PKL III для кода КОРСАР
2
steam lines
3
4
1
8
5
separator
9
10
slves2
ch204
11
ch205
12
upper head
bypass
15
14
13
12
5 6
1
2
3
4
5
1
ch8
1
core
ch2
10
5
4
3
2
1
ch3
1
19
20
21
4
3
2
1
3
bypass
42
hot
legs
cold
legs
KBA injection (loop 1-4)
1
21
ch150
6
4
gas injection (loop 2)
1
10
2
38
ch132
5
1
34
col121
11
ch140
6
21
ch101
1
junb205
19
col111
1
9
wncomer
pes
1
ch144
ch9
16
col205
23
18
feed water
pressurizer
13
ch102
1
18
ch103
DC pipe
17
20
1 2 3
13 14
ch202
20
19
ch203
steam
generator (1-4)
22
21
10
bvol_t2
7
KBA disch.
(loop 3)
25 26
28
to downcome
20
gas injection (loop 3,4)
15
10
11
13
12
ch6
RPV
ch4
10
НИТИ им. А.П. Александрова
0.8
Расчет с откл. мод. раств.
Расчет
Паросодержание
Паросодержание
0.8
0.6
0.4
0.2
0
15800
16000
16200 16400
Время (с)
16600
16800
Расход (кг/с)
Расход (кг/с)
1.2
1.1
16000
16200 16400
Время (с)
0.2
1.4
1.4
1
15800
0.4
16600
Расход в третьей петле
16800
16000
16200 16400
Время (с)
16600
16800
Паросодержание в верх. яч. трубки 2 ПГ4
Расчет с откл. мод. раств.
Расчет
1.3
Расчет с откл. мод. раств. газа
Расчет
0.6
0
15800
Паросодержание в верх. яч. трубки 2 ПГ3
1.5
КОРСАР/В3
Расчет с откл. мод. раств.
Расчет
1.3
1.2
1.1
1
15800
16000
16200 16400
Время (с)
16600
Расход в четвертой петле
16800
11
НИТИ им. А.П. Александрова
0.8
Расчет с откл. мод. раств. газа
Расчет
Паросодержание
Паросодержание
0.8
КОРСАР/В3
0.6
0.4
0.2
0
Расчет с откл. мод. раств. газа
Расчет
0.6
0.4
0.2
0
0
10000
20000
Время (с)
30000
40000
Паросодержание в верхней части а.з. (9 яч.)
0
10000
20000
Время (с)
30000
40000
Паросодержание в верхней части а.з. (10 яч.)
12
НИТИ им. А.П. Александрова
КОРСАР/В3
16,64
Стенд PACTEL
Эксперимент NCg-1
1 - опускной участок
2 - нижняя камера
3 - модель активной зоны
4 - модель
верхней камеры
5 - «горячий»
трубопровод
6 - модель
парогенератора
7 - «холодный»
трубопровод
8 - компенсатор
давления
9 - дыхательный
трубопровод
8
12,27
4
6
5
9,80
9,32
8,85
8,75
6,82
7,35
6,75
7
9
1
3
2,70
2
0
Общий вид
Схема расположения основных элементов
13
НИТИ им. А.П. Александрова
КОРСАР/В3
Схема нодализации стенда PACTEL для кода КОРСАР
lr55
bvol_t35
1
âî çäóõ
bljun1
bljun1
ch10501
ch8 20
1
18
17
16
1
10
10
ch10201
1
10
ch10101
1
lr108
10
ch10301
1
1
hcs108
10
9
2
1
2
ch8
6
8
col3
1
3
2
16
16
8
7
6
5
4
3
2
1
8
7
6
5
4
3
2
1
7
3
4
lr101
19
5
20
hcs106
ch1
10
slves15
hcs1012
3
2
4
1
hcs1011
22
hcs15
bljun1
11
12
ch51
hcs1051
lr12
ch12
21
ch25
6
hcs1052
15
14
13
ch10401
19
7
ch35
lr18
lr112
smass_t25
hcs112
6
7
8
18
ch3
ch6
col1
23
col2
1
ch12
ch4
hcs102
2
14
ch2
13
1
2
3
4
11
12
hcs3
hcs1041
hcs1042
5
lr104
12
11
6
13
10
7
8
9
14
НИТИ им. А.П. Александрова
4
Эксперимент
Расчет
1.6
1.2
0.8
Давление, Бар
2
Расход, г/с
КОРСАР/В3
Эксперимент
Расчет
3.5
3
2.5
2
0.4
1.5
0
0
400
800
1200
Время, с
1600
0
2000
Расход впрыска газа
800
1200
Время, с
1600
2000
Давление в первом контуре
120
Эксперимент
Расчет
Температура, oС
Температура, oС
150
400
140
130
120
Эксперимент
Расчет
116
112
108
104
110
0
400
800
1200
Время, с
1600
2000
Температура теплоносителя I к. на входе ПГ
0
400
800
1200
Время, с
1600
2000
Температура теплоносителя I к. на вых. ПГ
15
НИТИ им. А.П. Александрова
1
Эксперимент
Расчет
0.6
0.4
0.2
0
Температура, oС
160
0.8
Расход, кг/с
КОРСАР/В3
Эксперимент
Расчет
150
140
130
120
110
0
400
800
1200
Время, с
1600
2000
Расход теплоносителя в первом контуре
0
400
800
1200
Время, с
1600
2000
Температура поверхности имитаторов твэл
(верхней части)
16
17
Основные выводы
1. Выполнена верификация РК КОРСАР/В3 на зарубежных
интегральных стендах, результаты которой
демонстрируют адекватность моделирования кодом
основных явлений, связанных с присутствием НГ в
теплоносителе.
2. Для завершения верификации РК КОРСАР/В3 необходимы:
 интегральные эксперименты на стенде ПСБ-ВВЭР
с подачей газа от постороннего источника
 дополнительная верификация по локальным
экспериментам