Численное исследование температурного поля в активной зоне РУ БРЕСТ-ОД-300 при частичной блокировке проходного сечения на входе теплоносителя

Аннотация

В техническом проекте реактора БРЕСТ-ОД-300 принята конструкция бесчехловой активной зоны. Выбор бесчехловой тепловыделяющей сборки (ТВС) обусловлен тем, что при таком варианте конструкции активной зоны отсутствуют отдельные изолированные каналы для охлаждения тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов), которыми являются чехлы тепловыделяющих сборок. Поэтому аварийные ситуации с частичным перекрытием проходного сечения активной зоны на входе, рассматриваемые для проектируемого свинцовоохлаждаемого реактора, имеют менее серьезные последствия для ТВЭЛов, чем с использованием чехловых тепловыделяющих сборок. Так, в случае полного перекрытия проходного сечения чехловой ТВС теплоотвод от ТВЭЛов может осуществляться только к теплоносителю, протекающему в межчехловом зазоре (путем естественной конвекции теплоносителя внутри ТВС и теплопроводностью через весь ТВЭЛьный пучок аварийной ТВС преимущественно в радиальном направлении). Очевидно, что если мощность активной зоны при этом существенно не снижена, то перегрев ТВЭЛов аварийной ТВС и их разгерметизация в данном случае неизбежны. Исследована гипотетическая ситуация частичной блокировки проходного сечения активной зоны реактора БРЕСТ-ОД-300 на базе трехмерного расчета с использованием модели пористого тела. Рассмотрен вариант блокировки проходного сечения на уровне пер- вой снизу дистанционирующей решетки с полным перекрытием проходного сечения ТВС. На основании полученных в настоящей работе результатов можно сделать вывод, что при перекрытии даже семи центральных ТВС повышение температуры оболочек ТВЭЛов не вызовет немедленных ее повреждений (температура оболочек в этом случае составляет 790 С), а, скорее всего, приведет только к уменьшению ресурса оболочек. Для повышения точности расчетов активной зоны по модели пористого тела необходимо более детальное моделирование активной зоны, включающее выделение отдельных ТВС и зазоров между ними. Однако, проведенные численные расчеты показывают существенное преимущество бесчехловой активной зоны перед чехловой.