МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПАССИВНЫХ КАТАЛИТИЧЕСКИХ РЕКОМБИНАТОРОВ ВОДОРОДА ДЛЯ УСЛОВИЙ ТЯЖЕЛЫХ АВАРИЙ НА АЭС

Е. В. Безгодов, В. А. Симоненко, В. М. Крюков, Д. В. Фролов, А. В. Ушков, И. А. Кириллов, Н. Л. Харитонова

Аннотация


При тяжелых авариях на АЭС с легководным теплоносителем возможен выброс водорода в результате пароциркониевой реакции. В целях исключения взрывов устанавливаются рекомбинаторы водорода. В настоящее время нет общепринятых методик испытаний, которые позволяют независимо проверять поставляемые на АЭС рекомбинаторы, сравнивать их между собой и воспроизводить результаты исследований. Целью настоящих исследований являлась разработка универсальной методики определения характеристик рекомбинатора. В статье представлен обзор основных методов исследований, приведены критерии оценки характеристик, указаны конструктивные особенности экспериментальных установок и постановок испытаний. Сформирована типовая программа испытаний рекомбинатора в условиях тяжелых аварий на АЭС. Разработанная методика также предназначена для валидации расчетных моделей рекомбинаторов в кодах обоснования водородной взрывозащиты. Рис. 5, табл. 2, список лит. 23 назв.

Ключевые слова


водородная безопасность, старт, производительность, предел поджига, предел беспламенной работы, постановка опыта, экспериментальная установка, регламент, внешний поток, взрывозащита

Литература


Кириллов И.А., Харитонова Н.Л., Шарафутдинов Р.Б., Хренников Н.Н. Обеспечение водородной безопасности на атомных электростанциях с водоохлаждаемыми реакторными установками. Современное состояние. — Ядерная и радиационная безопасность, 2017, № 2(84), с. 26—37.

Malakhov A., Toit M., Avdeenkov A., Bessarabov D. Numerical modelling of catalytic hydrogen combustion in passive autocatalytic recombiners. A review. — Prog. Nucl. Energy, 2024, v. 171, № 105199.

Rongier P., Studer E., Petit M. Studies of catalytic recombiner performances in H2PAR facility. — In: Proc. CSARP, 1997, p. 5—8.

Blanchat T., Malliakos A. Testing a passive autocatalytic recombiner in the Surtsey facility. — Nucl. Techn., 2000, v. 129, № 3, p. 356—373.

Reinecke E.-A., Bentaib A., Kelm S. e.a. Open issues in the applicability of recombiner experiments and modelling to reactor simulations. — Prog. Nucl. Energy, 2010, v. 52, № 1, p. 136—147.

Gupta S., Schmidt E., Laufenberg B. e.a. THAI test facility for experimental research on hydrogen and fission product behavior in light water reactor containments. — Nucl. Engng Des., 2015, v. 297, p. 183—201.

Liang Z., Gardner L., Clouthier T., Thomas B. Experimental study of effect of ambient flow condition on the performance of a passive autocatalytic recombiner. — Ibid., 2016, v. 301, № 23, p. 49—58.

Gardner L., Liang Z., Clouthier T., MacCoy R. A large-scale study on the effect of ambient conditions on hydrogen recombiner–induced ignition. — Intern. J. Hydrogen Energy, 2021, v. 46, p. 12594—12604.

Kim J., Jung J. Evaluation of hydrogen recombination characteristics of a PAR using SPARC PAR experimental results. — Nucl. Engng Techn., 2023, v. 55, № 12, p. 4382—4394.

Тарасов О.В., Киселев А.Е., Филиппов А.С. и др. Разработка и верификация модели рекомбинаторов РВК-500, -1000 для моделирования защитной оболочки АЭС с ВВЭР методами вычислительной гидродинамики. — Атомная энергия, 2016, т. 121, вып. 3, с. 131—136.

Avdeenkov A.V., Sergeev V.V., Stepanov A.V. e.a. Math hydrogen catalytic recombiner: Engineering model for dynamic fullscale calculations. — Intern. J. Hydrogen Energy, 2018, v. 43, p. 23523—23537.

Фиськов А.А., Рышкевич И.А., Варданидзе Т.Г., Дитц А.А. Исследование характеристик рекомбинаторов водорода типа РВК 500/1000 и обоснование их работоспособности в условиях проектных и запроектных аварий. — В сб.: Межд. научно-практич. конф. «Перспективные технологии и материалы». Севастополь, 2022, с. 365—369.

Фиськов А.А., Безлепкин В.В., Семашко С.Е. и др. Влияние осаждения борной кислоты и ее солей на работоспособность пассивных систем безопасности при тяжелых авариях на АЭС. — Атомная энергия, 2019, т. 126, вып. 2, с. 81—87.

Bezgodov E., Davletchin Yu., Kryukov V. e.a. Startup behavior and the ignition limit of passive hydrogen recombiners with various catalytic elements. — Nucl. Engng Des., 2022, v. 389, № 111664.

Halouane Y., Dehbi A. CFD prediction of hydrogen passive autocatalytic recombiner performance under counter-current flow conditions. — Intern. J. Hydrogen Energy, 2020, v. 45, p. 10247—10256.

Правила обеспечения водородной взрывозащиты на атомной станции. Федеральные нормы и правила в области использования атомной энергии. НП-040—02. М., Госатомнадзор России, 2002.

Steffen P., Reinecke E., Meynet N. e.a. Operational behavior of a passive auto–catalytic recombiner under low pressure conditions. — Fus. Engng Des., 2017, v. 124, p. 1281—1286.

Gupta S., Kanzleiter T., Poss G. Passive autocatalytic recombiners (PAR) induced ignition and the resulting hydrogen deflagration behaviour in LWR containments. — In: Proc. NURETH-2015, 2015, p. 1540—1553.

Freitag M., Laufenberg B., Colombet M., Klauck M. Measurements of the impact of carbon monoxide on the performance of passive autocatalytic recombiners at containment-typical conditions in the THAI facility. — Ann. Nucl. Energy, 2020, v. 141, № 107356.

Безгодов Е.В., Пасюков С.Д., Никифоров М.В. и др. Внешнее и внутреннее воспламенение водородно-воздушной парогазовой смеси, инициированное работой рекомбинатора. — Атомная энергия, 2023, т. 135, вып. 1—2, с. 70—77.

Юдина Т.А., Киселев А.Е., Семенов В.Н. и др. Критерии для оценок режимов горения смесей, содержащих H2 и CO, в ГО АЭС. Часть I. Воспламеняемость. — Вопросы атомной науки и техники. Сер. Физика ядерных реакторов, 2024, вып. 5, с. 124—139.

Томилов Ю.А., Щенникова Е.М. Расчетное обеспечение испытаний рекомбинаторов водорода в интересах водородной безопасности. — В сб.: Научная сессия НИЯУ МИФИ-2023. Снежинск, 2023, с. 136—138.

Безгодов Е.В., Пасюков С.Д., Никифоров М.В. и др. Экспериментальное обоснование методики определения технических характеристик пассивных каталитических рекомбинаторов водорода для условий тяжелых аварий на АЭС. — См. настоящий вып., с. 148—154.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.