Termohidraulikai Laboratórium

     Laboratóriumvezető:

      Guba Attila

      Tel: +(36-1)-392-2294

      Fax: +(36-1)-395-9293

      E-mail: guba.attila@energia.mta.hu

 

 

A Termohidraulikai Laboratórium nagy gyakorlattal rendelkezik a VVER típusú atomreaktorok termohidraulikai analízisében, mind kísérleti, mind számítási területen. A kísérleti tevékenység bázisa a PMK-2 berendezés, amely a Paksi Atomerőmű primer-, és részben szekunderkörének integrális típusú kicsinyített modellje. A kísérletek és a számítógépi kódok (RELAP5, ATHLET és CATHARE) a következő feladatok elvégzését szolgálják. A VVER-440/V213 típusú atomerőművek üzemzavari és baleseti viselkedésének tanulmányozása, speciális problémák tanulmányozása (pl. nem-kondenzálódó gázok hatása), lehetséges balesetkezelési stratégiák kidolgozása a különböző baleseti helyzetekre (pl. szekunder oldali "bleed and feed"). A laboratórium részt vesz az amerikai CAMP RELAP Users' Club munkájában, valamint a CATHARE és az ATHLET kódok VVER-specifikus továbbfejlesztésében, beleértve az ATHLET és a KIKO-3D háromdimenziós neutronkinetikai kód összekapcsolását. A Paksi Atomerőmű számos balesetkezelési projektjének végrehajtásában veszünk részt a fenti kódokkal végzett számítógépes analízisek révén. A Paksi Atomerőmű részére széleskörű analízist végeztünk az állapotorientált balesetkezelési eljárásokban szükségessé váló operátori beavatkozások hatásának vizsgálatára. Legújabb kísérleteink a súlyos baleset-kezelés egyes elemeinek hatékonyságát igazolták.

A PMK-2 berendezés a Paksi Atomerőmű szovjet tervezésű VVER-440/213-típusú reaktorának 1:2070 térfogat- és teljesítményléptékű integrális rendszer- termohidraulikai modellje. A berendezés munkaközege víz, erőművi nyomáson és hőmérsékleten, tehát a vizsgált tranziensek névleges működési állapotból indíthatók. Mivel a gravitáció hozza létre a hurokban az egy- és kétfázisú természetes áramlást, a magasságokat 1:1 arányban modelleztük, az alsó keverőtér és a térfogatkompenzátor-edény kivételével. Egy erőművi blokk hat hurkát egyetlen aktív hurok reprezentálja. A zónamodell 19 elektromosan fűtött rúdból áll, melyeknek axiális és radiális teljesítmény-eloszlása egyenletes. A zóna fűtött hossza, a távolságtartó rácsok típusa és pozíciói, valamint a csatornák áramlási keresztmetszetei megegyeznek az erőművivel. A PMK-2 főkeringető szivattyúja biztosítja a névlegesnek megfelelő forgalmat, és szimulálja a leállítását követő szivattyúkifutást. Nem működtethető azonban kétfázisú áramlás esetén, ezért egy megkerülő vezetékben helyezkedik el. A szivattyúkifutást egy szabályozó szelep zárásával modellezzük. Természetes cirkuláció esetén a kiszakaszolt hidegági vezetéket megnyitjuk. A primerköri függőleges hideg- és melegági kollektorokat vízszintes hőátadó csövek kötik össze, reprezentálandó a VVER-440 reaktor vízszintes elrendezésű gőzfejlesztőjét. A gőzfejlesztő szekunder oldalán tápvízmagasságot és a gőz/víz térfogatarányt megtartottuk. A zóna-üzemzavari hűtőrendszerek (ZÜHR) közül az erőmű négy hidroakkumlátort két tartály szimulálja, amelyek az erőműhöz hasonlóan a gyűrűkamrába és a felső keverőtérbe fecskendeznek. A nagy- és kisnyomású ZÜHR-t dugattyús szivattyúkkal modelleztük. A „tervezésen túli üzemzavarok” egyik következménye lehet az aktív zóna egészének, vagy egy részének megolvadása a hűtés hiánya miatt. A számítások szerint a reaktor tartály alján összegyűlt olvadék hőmérséklete elég magas ahhoz, hogy a tartályfal is megsérüljön, és az olvadék kikerüljön a tartályból. Az olvadék-visszatartás egyik módja lehet a tartályfal külső hűtése.


(A PMK csarnok vezérlője)

A PA Zrt. által eddig megrendelt vizsgálatok alapján kialakult egy koncepció a tartály külső hűtés műszaki megvalósítására. A koncepció több elemében található bizonytalanság miatt kísérleti igazolással is érdemes alátámasztani a rendszer működőképességét. A kísérleti modell (CERES: Cooling Effectiveness on Reactor External Surface) jellegzetessége, hogy a reaktor tartály külső alsó elliptikus feneke és a függőleges köpeny kb. 6.5 m magasságú része az eredetinek 1:40 szeletével van modellezve. Az egyszerűbb legyárthatóság érdekében az elliptikus tartályfenék-szelet a valóságos felületet jól közelítő törten hajlított síkfelületekkel, a függőleges tartályköpeny-szelet pedig sík, függőleges felülettel van kialakítva.

 

A laboratórium munkatársai