kaz44Вестник Университета Шакарима. Серия технические наукиBulletin of Shakarim University. Technical Sciences2788-79953006-0524«Шәкәрім университеті» КеАҚkaz44-235Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛОКАЛИЗАЦИИ КОРИУМА В ПОДРЕКТОРНОЙ ЛОВУШКЕ РАСПЛАВА ЛЕГКОВОДНОГО ЯДЕРНОГО РЕАКТОРАIMPROVING THE EFFICIENCY OF CORIUM LOCALIZATION IN THE CORE CATCHER OF A LIGHT-WATER NUCLEAR REACTORБекмулдинМ. К.BekmuldinM.

Курчатов; Семей

СкаковМ. К.SkakovM.

Казахстан

БаклановВ. В.BaklanovV.

Курчатов

ТолеубековК. О.ToleubekovA.

Курчатов; Семей

Филиал «Институт атомной энергии» РГП НЯЦ РК; Университет имени Шакарима города СемейКазахстанФилиал «Институт атомной энергии» РГП НЯЦ РК; Университет имени Шакарима города СемейKazakhstanНациональный ядерный центр РККазахстанНациональный ядерный центр РКKazakhstanФилиал «Институт атомной энергии» РГП НЯЦ РККазахстанФилиал «Институт атомной энергии» РГП НЯЦ РКKazakhstan20212003202101(1)5359Copyright © Бекмулдин М.К., Скаков М.К., Бакланов В.В., Толеубеков К.О., 20212021Бекмулдин М.К., Скаков М.К., Бакланов В.В., Толеубеков К.О.Bekmuldin M., Skakov M., Baklanov V., Toleubekov A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tech.vestnik.shakarim.kz/jour/article/view/235

Целью настоящей статьи является проведение анализа проведенных исследований взаимодействия кориума с жертвенными материалами, используемых в ловушке расплава АЭС. В результате проведенной работы описаны особенности локализации расплава кориума в ловушке расплава во время тяжелой аварии с расплавлением активной зоны легководного реактора и определен ряд существенных недостатков, связанных с используемыми в ловушке материалами и методом охлаждения кориума.

Также в статье обозначен объект будущих экспериментальных исследований, проводимых с целью совершенствования локализации кориума в ловушки расплава в случае гипотетической аварии с расплавлением активной зоны. Приведено описание экспериментальной установки «Лава-Б» для проведения экспериментальных исследований с результатами проведенного теплофизического расчета обоснования характеристик нагревательного устройства для имитации остаточного энерговыделения.

The goal of the study is the analysis of the conducted studies of the interaction of corium with sacrificial materials used in the core catcher. As a result of the work done, the features of the localization of the corium melt in the core catcher during a severe accident with core melt are described. Number of significant disadvantages associated with the materials used in the core catcher and the method of cooling the corium are identified.

The article also describes the object of future research to improve the localization of the corium in the core catcher in the case of a hypothetical accident with a core meltdown. The description of the experimental facility «Lava-B» for experimental studies with the results of the thermophysical calculation of the justification of the characteristics of the heating device is given.

тяжелая авариякориумловушка расплаважертвенный материалANSYSостаточное энерговыделениеиндукционный нагревустановка «Лава-Б»Severe accidentcoriumсore catchersacrificial materialANSYSdecay heatinduction heating«Lava-B» facilityДанная работа выполнена в рамках научно-технической программы № BR09158470 «Развитие атомной энергетики в Республике Казахстан»ReferencesProceedings of the First International Information Meeting on the TMI-2 Accident, Germatown, MD, October 1985. 287 p.Proceedings of the First International Information Meeting on the TMI-2 Accident, Germatown, MD, October 1985. 287 p.Большов Л.А. Уроки Чернобыля и Фукусимы и современные концепции управления тяжелыми авариями // Атомная энергия, 2016, т. 121, № 1, – С. 3-10.Большов Л.А. Уроки Чернобыля и Фукусимы и современные концепции управления тяжелыми авариями // Атомная энергия, 2016, т. 121, № 1, – С. 3-10.Кухтевич И.В., Безлепкин В.В., Хабенский В.Б. и др. Концепция локализации расплава кориума на внекорпусной стадии запроектной аварии АЭС с ВВЭР-1000 // Отраслевая конференция «Вопросы безопасности АЭС с ВВЭР». СПб., 2000.Кухтевич И.В., Безлепкин В.В., Хабенский В.Б. и др. Концепция локализации расплава кориума на внекорпусной стадии запроектной аварии АЭС с ВВЭР-1000 // Отраслевая конференция «Вопросы безопасности АЭС с ВВЭР». СПб., 2000.Удалов Ю.П., Федоров Н.Ф., Лавров Б.А. и др. Функциональные материалы для пассивного управления запроектной аварией ядерного реактора на внекорпусной стадии локализации расплава активной зоны. Часть 1 // Известия СПбГТИ (ТУ), 2010, № 8(34), – С. 17-24.Удалов Ю.П., Федоров Н.Ф., Лавров Б.А. и др. Функциональные материалы для пассивного управления запроектной аварией ядерного реактора на внекорпусной стадии локализации расплава активной зоны. Часть 1 // Известия СПбГТИ (ТУ), 2010, № 8(34), – С. 17-24.B.R. Sehgal et al Melt-Structure-Water Interactions During Severe Accident in LWRs., NPSD, Royal Institute of Technology, Annual Report, Sweden, Nov. 2000.B.R. Sehgal et al Melt-Structure-Water Interactions During Severe Accident in LWRs., NPSD, Royal Institute of Technology, Annual Report, Sweden, Nov. 2000.Недорезов А.Б. Система локализации и охлаждения расплава активной зоны ядерного реактора водоводяного типа // Патент РФ № 2576517, 2016.Недорезов А.Б. Система локализации и охлаждения расплава активной зоны ядерного реактора водоводяного типа // Патент РФ № 2576517, 2016.Гусаров В.В., Альмяшев В.И., Хабенский В.Б. и др. Физико-химическое моделирование и анализ процессов взаимодействия расплава активной зоны ядерного реактора с жертвенным материалом Физика и химия стекла. 2005. Т. 31, № 1. – С. 71-90.Гусаров В.В., Альмяшев В.И., Хабенский В.Б. и др. Физико-химическое моделирование и анализ процессов взаимодействия расплава активной зоны ядерного реактора с жертвенным материалом Физика и химия стекла. 2005. Т. 31, № 1. – С. 71-90.Asmolov V.G., Bechta S.V., Berkovich V.M. et al. VVER-1000 Reactor Core Melt Catcher of Cold Crucible Type // Proc. of Int. Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP 05), May 15-19. Seoul, Korea.2005. P. 5238.Asmolov V.G., Bechta S.V., Berkovich V.M. et al. VVER-1000 Reactor Core Melt Catcher of Cold Crucible Type // Proc. of Int. Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP 05), May 15-19. Seoul, Korea.2005. P. 5238.Асмолов В.Г. и др. Выбор буферного материала ловушки для удержания расплава активной зоны ВВЭР-1000 // Атомная энергия. 2002. Т. 92. Вып. 1. – С. 7-18.Асмолов В.Г. и др. Выбор буферного материала ловушки для удержания расплава активной зоны ВВЭР-1000 // Атомная энергия. 2002. Т. 92. Вып. 1. – С. 7-18.Удалов Ю.П., Фёдоров Н.Ф., Сидоров А.С., и др. Жертвенный керамический материал для ловушки расплава активной зоны ядерного реактора (варианты): пат. 2264996 Рос. Федерация. № 2003138013/03; заявл. 29.12.2003; опубл. 10.06.2005. Бюл. № 33. – 9 с.Удалов Ю.П., Фёдоров Н.Ф., Сидоров А.С., и др. Жертвенный керамический материал для ловушки расплава активной зоны ядерного реактора (варианты): пат. 2264996 Рос. Федерация. № 2003138013/03; заявл. 29.12.2003; опубл. 10.06.2005. Бюл. № 33. – 9 с.А.А. Комлев, В.И. Альмяшев, С.В. Бешта, и др. Жертвенный материал для ловушки расплава на основе высокоглиноземистого цемента и керамического наполнителя // Технологии обеспечения жизненного цикла ЯЭУ, 2019, № 2(16), – С. 52-70.А.А. Комлев, В.И. Альмяшев, С.В. Бешта, и др. Жертвенный материал для ловушки расплава на основе высокоглиноземистого цемента и керамического наполнителя // Технологии обеспечения жизненного цикла ЯЭУ, 2019, № 2(16), – С. 52-70.Komlev A., Almjashev V., Bechta S. et al. (2015). New sacrificial material for ex-vessel core catcher. Journal of Nuclear Materials. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2015.10.035Komlev A., Almjashev V., Bechta S. et al. (2015). New sacrificial material for ex-vessel core catcher. Journal of Nuclear Materials. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2015.10.035Tyrpekl V., Vácha P., Černý Z. et al. (2021) Development of geopolymer based sacrificial materials for GEN IV severe accident mitigation. Journal of Nuclear Materials. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2021.153024Tyrpekl V., Vácha P., Černý Z. et al. (2021) Development of geopolymer based sacrificial materials for GEN IV severe accident mitigation. Journal of Nuclear Materials. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2021.153024Munot S.S., Kulkarni P.P., Nayak A.K. (2019). Experimental Investigation of Melt Coolability and Ablation Behavior of Oxidic Sacrificial Material at Prototypic Conditions in Scaled Down Core Catcher. ASME Journal of Nuclear Engineering and Radiation Science. https://doi.org/10.1115/1.4043106Munot S.S., Kulkarni P.P., Nayak A.K. (2019). Experimental Investigation of Melt Coolability and Ablation Behavior of Oxidic Sacrificial Material at Prototypic Conditions in Scaled Down Core Catcher. ASME Journal of Nuclear Engineering and Radiation Science. https://doi.org/10.1115/1.4043106Bekmuldin, М.K., Skakov, М.K., Baklanov, V.V. et al. Heat-resistant composite coating with a fluidized bed of the under-reactor melt trap of a light-water nuclear reactor // Eurasian Physical Technical Journal. – 2021. – Vol. 18, No. 3(37). – pp. 65-70. DOI 10.31489/2021No3/65-70Bekmuldin, М.K., Skakov, М.K., Baklanov, V.V. et al. Heat-resistant composite coating with a fluidized bed of the under-reactor melt trap of a light-water nuclear reactor // Eurasian Physical Technical Journal. – 2021. – Vol. 18, No. 3(37). – pp. 65-70. DOI 10.31489/2021No3/65-70В. В. Гусаров, В. И. Альмяшев, В. Б. Хабенский и др. Новый класс функциональных материалов для устройства локализации расплава активной зоны ядерного реактор // Российский Химический Журнал. – 2005. – Том XLIX, № 4, С. 42-53.В. В. Гусаров, В. И. Альмяшев, В. Б. Хабенский и др. Новый класс функциональных материалов для устройства локализации расплава активной зоны ядерного реактор // Российский Химический Журнал. – 2005. – Том XLIX, № 4, С. 42-53.Столяревский А.Я. Способ и устройство локализации расплава активной зоны ядерного реактора: пат. 2163037 Рос. Федерация. № 2015148799/07; заявл. 13.11.2015; опубл. 20.10.2016. Бюл. № 29. – 15 с.Столяревский А.Я. Способ и устройство локализации расплава активной зоны ядерного реактора: пат. 2163037 Рос. Федерация. № 2015148799/07; заявл. 13.11.2015; опубл. 20.10.2016. Бюл. № 29. – 15 с.Janet Wood Institution of Engineering and Technology. Nuclear power. – IET, 2007. — p. 162. — ISBN 978-0-86341-668-2.Janet Wood Institution of Engineering and Technology. Nuclear power. – IET, 2007. — p. 162. — ISBN 978-0-86341-668-2.Скаков М.К., Васильев Ю.С., Дерявко И.И. и др., Институт атомной энергии Национального ядерного центра Республики Казахстан – 60 лет. – под общ. ред. Э.Г. Батырбекова и М.К. Скакова. – Кокшетау: КФ «Кокшетау», 2018, – С. 139-141.Скаков М.К., Васильев Ю.С., Дерявко И.И. и др., Институт атомной энергии Национального ядерного центра Республики Казахстан – 60 лет. – под общ. ред. Э.Г. Батырбекова и М.К. Скакова. – Кокшетау: КФ «Кокшетау», 2018, – С. 139-141.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.