Анализ экспериментов по термическому взаимодействию кориума с водой в условиях тяжелой аварии на АЭС с ВВЭР/PWR

摘要

Основная цель экспериментальной программы FARO - получение данных о механизмах термического взаимодействия большой массы высокотемпературного кориума с водой, моделируя тем самым внутрикорпусную стадию тяжелой аварии на АЭС с ВВЭР/PWR. Работа посвящена валидации модели термического взаимодействия кода COKPAT/VAPEX-M. Приведена система уравнений модели, включая уравнения для динамики струи кориума с соответствующими замыкающими соотношениями для описания энергетического и силового взаимодействия струи кориума с пароводяной средой. Особое внимание уделено моделям фрагментации кориума, включая модель фрагментации исходной струи кориума, и, так называемую, модель вторичной фрагментации образовавшихся фрагментов. Выполнено численное моделирование экспериментов FARO L-14, L-19 по термическому взаимодействию кориума с водой с помощью кода COKPAT/VAPEX-M. Особенность экспериментов заключалась в том, что они были выполнены при высоком начальном давлении около 5 Мпа, а различие состояло в начальном уровне воды в сосуде. Таким образом, было исследовано влияние начального уровня воды на процесс термического взаимодействия. Полученные с помощью кода COKPAT/VAPEX-M расчетные временные зависимости по давлению в сосуде, скорости охлаждения кориума и распределению образующихся фрагментов, дали хорошее согласие с экспериментальными данными. Показано качественное и количественное согласие расчетных и опытных данных, свидетельствующее об адекватности теплофизических и гидродинамических моделей, заложенных в расчетный код COKPAT/VAPEX-M.