УМОВИ ЗАПОБІГАННЯ ГІДРОУДАРАМ ПРИ ПУСКУ АВАРІЙНИХ ПОЖИВНИХ НАСОСІВ З ПАРОПРИВОДОМ ЯДЕРНИХ ЕНЕРГОУСТАНОВОК
DOI:
https://doi.org/10.20998/2220-4784.2019.21.03Ключові слова:
аварійний живильний насос з пароприводом, гідроудари, ядерна енергоустановкаАнотація
Вихідною подією важких аварій і руйнівних вибухів на АЕС Fukushima-Daiichi в 2011 році було повна втрата тривалого електропостачання внаслідок спільного впливу позапроектних цунамі і землетрусу. Уроки Фукусімської аварії визначили необхідність подальшого розвитку систем безпеки ядерних енергоустановок, які не потребують електроживлення. Перспективним підходом управління аваріями з повною втратою тривалого електропостачання є розробка аварійних живильних насосів з пароприводом від парогенератора. Основні переваги такого підходу щодо відомих систем пасивного відведення тепла, заснованих на принципі природної циркуляції, полягають в наступному: існує принципова можливість повної компенсації відмови проектних аварійних електронасосів для виконання функцій безпеки щодо відведення тепла від реактора і підтримки необхідного рівня в парогенераторі; відсутня необхідність розташування елементів систем безпеки на великій висоті за межами гермооболонки реактора. Перспективним підходом управління аваріями на ядерних енергоустановках з повною втратою тривалого електропостачання є аварійний живильний насос з пароприводом від парогенератора. Основні переваги такого підходу по відношенню до відомих систем пасивного відведення тепла з природною циркуляцією – принципова можливість повної компенсації відмови проектних систем безпеки з електронасосами, а також відсутність необхідності винесення елементів систем безпеки на велику висоту за межі гермооболочки/контейнмента. Однак, застосування аварійних насосів з пароприводом вимагає глибокого вивчення їх надійності. Одним з таких питань є кваліфікація надійності при пуску аварійного насоса з пароприводом. Запропоновано оригінальний метод моделювання умов виникнення гідроудару при пуску насоса з пароприводом. Визначено умови запобігання гідроударів і амплітуд тиску внаслідок інерційності напірної характеристики аварійних живильних насосів з пароприводом від парогенератора ядерної енергоустановки. Напір тиску в трубопровідній системі аварійного живильного насоса з пароприводом залежить від тиску в парогенераторі. Умови виникнення гідроударів відповідають перевищенню напору тиску що розвивається при пуску аварійного живильного насоса з пароприводом необхідного напору при сталому (робочому) режимі. Амплітуда тиску гідроударів визначається умовами переходу кінетичної енергії гальмування потоку в енергію імпульсу гідроудару. Отримані результати можуть бути використані при проектуванні аварійних живильних насосів з пароприводом від парогенератора за умови додаткової експериментальної кваліфікації.
Посилання
IAEA. Fukushima Daiichi NPP: International Facts Finding Expert Review: Accident Following the Great East Japan Earthquake and Tsunami: IAEA Mission Report. - IAEA. 2011, 160 p.
Skalozubov V.I., Oborsky G.A., Kozlov I.L., Vashchenko V.N. The complex of methods for the reassessment of the safety of nuclear energy taking into account the lessons of environmental disasters in Chernobyl and Fukushima // Monograph. - Odessa: Astroprint. 2013, 244 p.
Korolev A.V., Derevyanko OV Composite design of turbodrivers pumping unit for backup powering of steam generators of nuclear power plants // Pratsі Odessa National Polytechnic University. - № 1 (43). 2014, pp. 93– 97
Brennen C.E. Hydrodynamics of pumps. Cambridge University Press, 2011. 5. Jelali M., Kroll A. Hydraulic servo systems: modeling, identification and control. Springer Science Business Media, 2012.
Paszota Z. Polish Maritime Research, 2009, Vol. 16, No. 4, pp. 16–21.
Johansson A., Ovander J., Palmberg J.O. Investigation of the Mechanical Engineers, Part I: Journal of Systems and Control Engineering, Vol. 221, No. 3, pp. 321–330.
Zettel A.M. Method of hydraulic pump in a transmission. U.S. Patent, no. 7544151, 2009.
Tianyi Z., Jili Z., Liangdong M. On-line air-conditioning systems. Building and Environment. 2012 Vol. 47, pp. 330–338.
Derakhshan S., Nourbakhsh A. Theoretical, numerical pumps for reverse operation. Experimental Thermal and Fluid Science. 2008 Vol. 32, No. 8, pp. 1620–1627.
Mazurenko A.S., Skalozubov V.I, Kozlov I.L., Pirkovskiy D.S. Determing The Conditions For The Emergency At Hydraulic Systems. // Problemele Energetichi Regionale. Termoenergetica. - № 2 (34). 2017.
Mazurenko A.S., Skalozubov V.I., Pirkovskiy D.S., Chulkin O.A. Analysis of the applicability of the results of experimental studies of hydrodynamics to pump systems of thermal and nuclear power plants // Nuclear power engineering and technology. No. 1 (19). 2017, pp. 49–52.
