Исследование акустических колебаний в реакторных установках и перспективы их использования для обоснования остаточного ресурса

Константин [Konstantin] Николаевич [N.] Проскуряков [Proskuryakov]; Максим [Maksim] Владимирович [V.] Запорожец [Zaporozhets]

Константин [Konstantin] Николаевич [N.] Проскуряков [Proskuryakov]
Максим [Maksim] Владимирович [V.] Запорожец [Zaporozhets]

Ключевые слова: автоколебания, вибрации, резонанс, акустические параметры, кризис теплообмена, конечно-элементное моделирование, резонатор Гельмгольца

Аннотация

Приведены результаты исследований, представляющих собой научную основу моделирования и расчета акустических колебаний теплоносителя в реакторных установках АЭС как в эксплуатационных, так и в аварийных режимах. Показано, что наиболее важные результаты были опубликованы значительно раньше, чем за рубежом, и могли бы быть использованы для предотвращения аварий на Чернобыльской и «Три-Майл Айленд-2» АЭС. Компенсатор объема на АЭС с ВВЭР и PWR представляет собой резонатор Гельмгольца, который может многократно усиливать воздействующие на него извне периодические колебания, как и корпусной кипящий реактор типа BWR на АЭС «Фукусима Дайичи-1» в Японии. Сделан вывод, что разработанные методы могут быть применены для прогнозирования и предотвращения возникновения виброакустических резонансов в оборудовании АЭС в эксплуатационных и аварийных режимах, а также при сейсмических и ударных воздействиях. Для предотвращения виброакустических резонансов на АЭС, а также с целью повышения надежности и срока службы оборудования предложены гасители акустических колебаний типа резонатора Гельмгольца, характеристики которого определяются с использованием современных компьютерных технологий.

Сведения об авторах

Константин [Konstantin] Николаевич [N.] Проскуряков [Proskuryakov]

Учёная степень: доктор технических наук
Место работы кафедра Атомных электрических станций НИУ МЭИ
Должность профессор

Максим [Maksim] Владимирович [V.] Запорожец [Zaporozhets]

Место работы кафедра Атомных электрических станций НИУ МЭИ
Должность аспирант

Литература

1. Проскуряков К.Н. Автоколебания в одиночном парогенерирующем канале // Теплоэнергетика. 1965. № 12. С. 75 — 77.
2. Tong L.S. Boiling crisis and critical heat flux. Westinghouse Electric Corporation. Publ. Atomic Energy Commission office of information services, 1972.
3. Информация об аварии на Чернобыльской АЭС и ее последствиях, подготовленная для МАГАТЭ// Атомная энергия. 1986. Т. 61. Вып. 5. С. 301 — 320.
4. Проскуряков К.Н. Электрическая модель парогенерирующего канала. М.: Труды МЭИ. 1972. Вып. 126.
5. Проскуряков К.Н. Условие возникновения колебаний в парогенерирующем канале (на нем. яз.) // Кернэнергия. 1975. Т. I. № 5.
6. Van Blarcom P.P., Smitt R.D. Flashing fluids at low pressures // Proc. ISA Conf. AndExhib. Chicago, 1979. Р. 391 — 440.
7. Овчинников В.Ф., Смирнов Л.В. Колебания трубопроводов с нестационарным потоком жидкости // Вопросы атомной науки и техники. Физика и техника ядерных реакторов. 1981. Вып. 2. С. 3—11.
8. Вереземский В.Г., Смирнов Л.В., Овчинников В.Ф., Яскеляин А.В. Влияние режимов работы контуров циркуляцииАЭС с ВВЭР-1000 на надежность парогенераторов ПГВ-1000 // Теплоэнергетика. 1998. № 5. С. 36 — 41.
9. Проскуряков К.Н. и др. Теоретическое определение частот собственных колебаний теплоносителя в первом контуре АЭС // Труды МЭИ. 1979. Вып. 407. С. 87 — 92.
10. Mullens L. A., Thie J. A. Understanding Pressure Dynamic Phenomena in PWRs for Surveillance, Diagnostic Application // Proc. 5th Power Plant Dynamics, Controls, Testing Symp. University of Tennessee. Knoxville, 1983.
11. Por G., Izsak E.t Valka S. Some Results of Noise Measurements in PWR NPP // Progress in Nuclear Energy. 1985. N 15. P. 387.
12. Nagy I., Katona T. Theoretical Investigation of the Low-Frequency Pressure Fluctuation in PWRs // Progress in Nuclear Energy. 1985. N 15. P. 651 — 659.
13. Проскуряков К.H., Устинов А.К. Создание научной базы акустической диагностики теплогидравлических процессов в оборудовании АЭС // Вестник МЭИ. 1996. № 3. С. 51 — 61.
14. Proskuryakov K.N. Early Boiling Detection Method OF Pre-or Post-Accident Situation on WWER and RBMK // Proc. SMORN VII. Avignon (France), 1995. V. 1. P. 426 — 424.
15. Проскуряков К.Н. Теплогидравлическое возбуждение колебаний теплоносителя во внутрикорпусных устройствах ЯЭУ. М.: МЭИ, 1984.
16. Фомичев М.С. Экспериментальная гидродинамика ЯЭУ. М.: Энергоатомиздат, 1989.
17. Казновский П.С. и др. Анализ современных российских и зарубежных подходов к оценке сейсмостойкости оборудования АЭС в условиях эксплуатации // Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР: Материалы VIII Междунар. науч.-техн. конф. Подольск, 2013.
18. Рясный С.И. Натурное экспериментальное обоснование и обеспечение эксплуатации АЭС // Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР: Материалы VII Междунар. науч.-техн. конф. Подольск, 2011.
19. ANP-10306NP. Comprehensive vibration assessment program for U.S. EPR reactor internals. Tech. report, 2013.
20. Гаспаров М.С., Иголкин А.А., Кох А.И., Сафин А.И. Акустика пневмо- и гидромашин: электрон. учеб.пособие. Самара: Самарский гос. аэрокосм. ун-т им. С. П. Королева, 2012.
21. Lari Kela. Attenuating amplitude of pulsating pressure in a low-pressure hydraulic system by an adaptive Helmholtz resonator. University of Oulu (Finland): Acta Univ. Oul., 2010. C. 354.