инженер-конструктор 3-й категории
начальник бюро моделирования, расчетов динамики транспортных РУ, д-р техн. наук
The article presents the results of calculations of the initial stage of the RIA type emergency mode with a stepwise introduction of positive reactivity using a simplified fuel element model. This process is accompanied by heating of the dispersion fuel composition in the most heat-stressed sections of the fuel elements above the melting point of the silumin matrix. The time delay in the heating of part of the core fuel due to energy losses on the destruction of the crystalline structure of silumin leads to a decrease in the energy transmitted to the coolant and a weakening of the Doppler effect. As a result of these processes, the nuclear energy released during the power «flash» increases with the overcompensation of melting losses, mainly due to thermal inertia. Modeling of the beginning of the model emergency situation shows that the maximum temperatures in the core decreased, but the specific load on the fuel element increased during the «flash» of power.
The relationship between the ratio of the total energy released during the «flash» process and the energy used only to heat the fuel element from the volume fraction of the fuel composition in the core that has reached the melting point of silumin is obtained. It is recommended to take into account the melting process of silumin during studies of significantly beyond design basis reactivity accidents.
С привлечением упрощенной модели твэла расчетно исследован начальный этап аварийного режима типа RIA со ступенчатым вводом положительной реактивности, сопровождающегося разогревом дисперсионной топливной композиции в наиболее теплонапряженных участках твэлов выше температуры плавления силуминовой матрицы. Временная задержка разогрева части топлива активной зоны из-за потерь энергии на разрушение кристаллической структуры силумина приводит к снижению энергии, передаваемой в теплоноситель, и ослаблению доплеровского эффекта. Вследствие этих процессов ядерная энергия, выделяющаяся в период вспышки мощности, увеличивается с перекомпенсацией потерь на плавление, преимущественно из-за тепловой инерции. Моделирование начала развития модельной аварийной ситуации показывает, что максимумы температур в активной зоне снизились, но возросла удельная нагрузка на твэл в период «вспышки» мощности.
Получена зависимость отношения суммарной энергии, выделяющейся в процессе «вспышки», к энергии, идущей собственно только на разогрев твэла, от объемной доли топливной композиции в активной зоне, достигшей температуры плавления силумина. Рекомендован учет процесса плавления силумина при исследованиях существенно запроектных реактивностных аварий.