Обоснование повышения технических характеристик реакторов ввэр с использованием нейтронно-физическиХ, теплогидравлических и вероятностных расчетных методов

Вид материала

Автореферат

Содержание Основные публикации по теме диссертации

Подобный материал:

• «Курчатовский институт», 147.55kb.
• Фролова Маргарита Владимировна исследование, 316.1kb.
• Тепловыделяющие элементы ввэр-1000, изготовляемые на ОАО «мсз», 81.15kb.
• Строительные нормы и правила определение расчетных гидрологических характеристик сниП, 2152.25kb.
• Реализация возможностей программы scale-5 для моделирования выгорания твс ввэр, 280.55kb.
• Методологические особенности использования импульсных самогасящихся реакторов для проведения, 300.77kb.
• Предварительное расчетное обоснование системы удержания расплава и охлаждения корпуса, 127.38kb.
• 1. Основные направления деятельности лаборатории, 272.72kb.
• Обоснование геотехнологических методов повышения экологической безопасности освоения, 284.69kb.
• Лекция «Исследование качественных и количественных характеристик транскриптома», 240.64kb.

Заключение

1. Решена важная и актуальная научно-техническая проблема – разработаны и внедрены новые методические подходы к обоснованию модернизации РУ с ВВЭР с использованием нейтронных и теплогидравлических расчётных кодов улучшенной оценки и вероятностных методов, в том числе в их взаимосвязи, и выработаны на их основе научно обоснованные технические решения по модернизации активной зоны и повышению мощности, надёжности, безопасности и экономичности действующих энергоблоков и повышению уровня проектируемых реакторов ВВЭР.

2. Проведен анализ источников неравномерностей энерговыделения в активных зонах ВВЭР. Проанализированы пути совершенствования активных зон и ТВС ВВЭР. Приведен обзор состояния с искривлением ТВС ВВЭР-1000 (возникшего в 90-х годах) и PWR. Соответствующие возмущения межкассетных водяных зазоров не являются препятствием для модернизации ВВЭР. Доказана целесообразность снижения технологических допусков, повышения топливозаполненности ТВС, снижения величины межкассетных зазоров. Обоснована оптимальная схема с гафниевыми листами, внедрённая в производство всех кассет АРК ВВЭР-440 и защищённая патентом РФ. Всего получено три патента на изобретения, относящихся к модернизации ТВС ВВЭР.

3. Диссертационная работа базируется на современной методологии безопасности. Проанализирована эволюция методологии от консервативных и детерминистических подходов к реалистическим, вероятностным и риск-информативным. Усовершенствована методология пространственных эффектов с ориентацией на реалистические коды с практической реализацией концепции "разумного" консерватизма в анализах безопасности. Усовершенствование концепции эксплуатационных пределов и исходных стационарных условий для анализов безопасности – по уточнению мониторинга энерговыделений, "лимитной кривой" энерговыделения, параметрам ТКР, ТПК и эффективности АЗ, с целенаправленным обоснованным ужесточением одних и смягчением других аспектов, повысит гибкость и безопасность эксплуатации и облегчит внедрение выгодных модернизаций фактически без ухудшения топливных критериальных параметров. Так, ТПК не является адекватным критерием безопасности и достижение повторной критичности, само по себе не представляет опасности. Достижение же кризиса DNB после срабатывания АЗ в режиме с разрывом паропровода оказывается недопустимым, т.к. приводит к неприемлемому повреждению активной зоны. Представлены аргументы по улучшению понимания, трактовке и корректировке отдельных положений Российских НТД.

4. Приведен обзор современных нейтронно-физических и теплогидравлических кодов и перспектив их развития и усовершенствования. Решены конкретные задачи по расширенной верификации и обоснованию применимости инженерных кодов в методически проблемной области.

5. Обосновано связывание нейтронного, теплогидравлического и вероятностного аспектов как база для перспективного риск-информативного подхода. Перспективный метод BEPU-GRS (и его усовершенствование соискателем BEPU-GP для анализа многовариантных задач) позволяет продемонстрировать живучесть РУ с ВВЭР-1000 в авариях с глубоким захолаживанием. Метод BEPU-GP применим для задач ВАБ, ATWS и ЗПА. С его использованием разработан концептуальный подход к определению минимально достаточного количества ОР СУЗ для АЗ ВВЭР. Новый подход позволяет найти приемлемое решение задачи, совмещающей пять важных условий, конкурирующих между собой: (1) низкое значение вероятности отказа АЗ по требованию и соответственно пренебрежимо низкое значение вероятности повреждения активной зоны для определяющего исходного события; (2) консервативно высокое значение вероятности застревания нескольких ОР СУЗ; (3) умеренное количество ОР СУЗ; (4) улучшенный мониторинг энерговыделения; (5) повышение технических характеристик и безопасности ВВЭР.

6. Усовершенствован подход к обоснованию ядерной безопасности при транспортировке и хранении ядерного топлива и обоснована безопасность для ряда российских и зарубежных АЭС с модернизированным топливом ВВЭР-440 и ВВЭР-1000 с повышенными размножающими свойствами, что позволило добиться технических и экономических выгод.

7. Обосновано в проектах и внедрено и эксплуатацию повышение мощности действующих Российских энергоблоков с ВВЭР-1000 до 104 % и до 18 мес. длительности кампании реактора в аспекте безопасности для режимов RIA (обоснование форсирования мощности для АЭС «Козлодуй» в Болгарии успешно завершается в настоящее время).

8. Для дальнейшего повышения параметров эффективности и безопасности в качестве технических мероприятий целесообразно внедрение перемешивающих решёток в ТВС и аксиального профилирования обогащения топлива. Организационными мероприятиями являются усовершенствование эксплуатационных пределов безопасности, базы экспериментальных данных и регламента (пуск первого ГЦН при положении ОР СУЗ на НЖУ), внедрение уточнённых методов (CFD) и расчётов с использованием суперкомпьютеров, уточнение формулировок нормативных требований и определений (отмечена важность проблемы адекватного перевода, с переводом соискателя представлены важные определения МАГАТЭ и EUR, имеющие отношения к диссертационной работе).

Основные публикации по теме диссертации

1. Г.Л.Пономаренко. Анализ критичности при транспортировке и хранении топлива на АЭС с ВВЭР. // "Атомная энергия", 1999, том 87, вып. 1, с. 1116.
   
2. Г.Л.Пономаренко. Учет влияния искривления ТВС ВВЭР-1000 на мощность твэлов. // "Атомная энергия", 1999, том 87, вып. 3, с. 210213.
   
3. Г.Л.Пономаренко, А.В.Воронков, А.К.Горохов. Вероятностный метод оценки влияния зазоров между ТВС на энерговыделение в активной зоне ВВЭР-1000. // "Атомная энергия", 2001, том 91, вып. 1.
   
4. Г.Л.Пономаренко, А.И.Попыкин. Сравнение некоторых расчетов по программе MCU и WIMS/D4 для кассеты ВВЭР-440. Доклад на 8 Симпозиум AER, 21-25 сентября 1998, Чешская Республика.
   
5. В.Б.Лушин, Г.Л.Пономаренко. Модернизация стыковочного узла кассеты АРК ВВЭР-440. Доклад на Финско-Российский семинар по обмену опытом эксплуатации ядерного топлива ВВЭР-440. Финляндия, г. Хельсинки, 1-3 июня 1999.
   
6. О.А.Никишов, П.А.Болобов, О.В.Бочаров, В.А.Брода, М.П.Васильев, В.С.Курсков, Ю.А.Крайнов, В.Б.Лушин, А.А.Енин, А.К.Панюшкин, Г.Л.Пономаренко. Составная кассета системы управления мощностью активной зоны ядерного реактора. Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам. Патент РФ на изобретение № 2166214 С1 от 27.04.2001.
   
7. Г.Л.Пономаренко, И.Н.Васильченко, А.А.Енин, С.Н.Кобелев, В.И.Наумов и др. Способ снижения неравномерности распределения теплотехнических запасов в тепловыделяющих сборках активной зоны ядерного реактора. Патент РФ на изобретение № 2219600 от 20.12.2003.
   
8. С.Б.Рыжов, И.Н.Васильченко, С.Н.Кобелев, Г.Л.Пономаренко, Е.Д.Демин, В.В.Вьялицын. Тепловыделяющая сборка ядерного реактора (варианты). Патент РФ на изобретение 2003116108 от 30.05.2003.
   
9. М.А.Подшибякин, Н.П.Коноплёв, Г.Л.Пономаренко, И.В.Новак. Разработка алгоритма автоматического регулирования мощности реактора, обеспечивающего работу РУ с ВВЭР в режимах следования за нагрузкой. //"Вопросы атомной науки и техники", сер. Обеспечение безопасности АЭС. Вып. 1: РУ с ВВЭР, 2002 г.
   
10. Пономаренко Г.Л., Быков М.А., Подшибякин А.К. Моделирование детализированных распределений мощности в активной зоне ВВЭР для анализов безопасности. //"Атомная энергия", том 94, вып. 5, 2003, стр. 339-344.
    
11. Пономаренко Г.Л., Быков М.А., Алёхин Г.В. Предварительное обоснование исследования перемешивания теплоносителя методом борного регулирования. //"Вопросы атомной науки и техники", серия «Обеспечение безопасности АЭС», вып. 7 «РУ с ВВЭР», 2004 г.,  с. 61-74.
    
12. Г.Л.Пономаренко, С.Б.Рыжов, М.А.Быков, Д.Н.Ермаков. Новый концептуальный подход к определению минимально достаточной эффективности аварийной защиты ВВЭР. //"ВАНТ", серия «Обеспечение безопасности АЭС», вып. 13. Реакторные установки с ВВЭР, Подольск 2006 г., стр. 27-41.
    
13. Г.Л.Пономаренко и др. Новый подход к определению минимально достаточной аварийной защиты. В журнале «Атомная энергия», 2006 г., №3.
    
14. Г.Л.Пономаренко, Ю.Г.Драгунов, М.А.Быков. Авария с пробкой из чистого конденсата и обеспечение безопасности ВВЭР-1000 при его модернизации. //"ВАНТ", серия «Обеспечение безопасности АЭС», вып. 17, 2007 г., Подольск, стр. 51-67.
    
15. G.L.Ponomarenko, S.B.Ryzhov, M.A.Bykov, A.M.Moskalev. Use of BEPU technique for analyses of BDBAs with cooling in WWER-1000. ICONE17-75537. Proceedings of the 17^th International Conference on Nuclear Engineering ICONE17, July 12-16, 2009, Brussels, Belgium.
    
16. Г.Л.Пономаренко, М.А.Быков, А.М.Москалёв. Использование метода BEPU для исследования запроектных аварийных режимов с захолаживанием в ВВЭР-1000. //"ВАНТ", 2009. Серия: Обеспечение безопасности АЭС. Вып. 25. РУ с ВВЭР, с. 78-95.
    
17. Г.Л.Пономаренко, М.А.Лукьянов, В.Д.Шмелев, Ю.А.Ананьев. Пути совершенствования активной зоны реактора ВВЭР-1000. Доклад на XVIII Симпозиум ВМК по физике ВВЭР, г. Прахатице, Чехия, сентябрь 1989.
    
18. Л.К.Шишков, А.М.Павловичев, Г.Л.Пономаренко и др. «TACIS-93. Анализ активной зоны ВВЭР-1000», 1995.
    
19. Г.Л.Пономаренко, В.П.Денисов, И.Н.Васильченко и др. Особенности конструкции кассеты ВВЭР-1000 и показатели топливного цикла. Доклад на XI семинар по проблемам физики реакторов Волга-2000. 4 – 8 сентября 2000. Сборник докладов, с. 4 – 6.
    
20. Г.Л.Пономаренко, И.Н.Васильченко, А.В.Воронков и др. Исследование возможности повышения технико-экономических характеристик активной зоны ВВЭР-1000. Доклад на 2-ю Всероссийскую конференцию по безопасности АЭС с ВВЭР. ОКБ "Гидропресс", г. Подольск, 19-23 ноября 2001 г.
    
21. Г.Л.Пономаренко. Неравномерности энерговыделения и их подавление в кассетах ВВЭР. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва, 2002.
    
22. Рыжов С.Б., Пономаренко Г.Л., Васильченко И.Н. и др. Возможность повышения эффективности использования топлива в активной зоне ВВЭР-1000. Доклад на 3-й конф. в ОКБ "Гидропресс", Подольск, 26-30 мая 2003 г.
    
23. G.L.Ponomarenko, M.A.Bykov. "BE" and possible increase of WWER-1000 efficiency and power. International Meeting on Updates in Best-Estimate Methods in Nuclear Installation Safety Analysis (BE-2004) Washington, D.C., November 15-18, 2004, CD proceedings.
    
24. G.Ponomarenko, N.Kozlova. Analysis of accidents with the failure of emergency reactor protection system (ATWS). Computational research of emergency processes. Support to Rostechnadzor and its TSOs with the purpose to review documents justifying safety of Russian NPPs. TACIS Project N°R3.IA/03-3 (RF/TS/46). Moscow, 08.2007.
    
25. Г.Л.Пономаренко, М.А.Быков, В.А.Мохов, И.Н.Васильченко, В.Я.Беркович, И.Г.Щекин. Анализ наиболее значимых реактивностных аварий при модернизации РУ ВВЭР-1000. Доклад на 6-й МНТК в ОКБ "ГИДРОПРЕСС" «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР», Подольск, 26-29 мая 2009 г.
    
26. А.В.Тихомиров, Г.Л.Пономаренко. Оценка точности расчётов состояний активной зоны ВВЭР-1000 с неполным перекрытием топлива поглотителем. Доклад на симпозиум AER-2010, Финляндия, сентябрь 2010.
    
27. G.L.Ponomarenko. Common Review and the Typical Properties of WWER Nuclear Design in connection with the today's tasks. Presentation for Regional Training Course on Nuclear Fuel Management and Licensing. IAEA PROJECT RER/3/008. Curtea de Arges, Romania, 29 November – 3 December 2010.
    
28. G.L.Ponomarenko. Evolution from Conservative Deterministic Approaches to Realistic, Probabilistic and Risk-Informed. Презентация там же.
    
29. G.L.Ponomarenko. Safety Assessment of WWER Nuclear Fuel during Incidents and Accidents with Reactivity Insertion. Презентация там же.
    
30. G.L.Ponomarenko. WWER Fuel and Fuel Cycle Innovations. Презентация там же.
    
31. G.L.Ponomarenko. Computer Codes needed for Fuel Safety Assessment. Презентация там же.
    
32. G.Ponomarenko. Assessment of Reasonable Quantity of Control Rods in WWERs using the Uncertainties Quantification. IAEA PROJECT RER/9/095. Regional Technical Meeting on Quantification of safety Margins. Hungarian Atomic Energy Agency. Budapest, Hungary, 9 – 13 May 2011.
    
33. Г.Л.Пономаренко. Новый концептуальный подход для определения минимально достаточного количества ОР СУЗ в ВВЭР. Доклад на 7-й МНТК в ОКБ "ГИДРОПРЕСС", Подольск, 17-20 мая 2011 г.
    
34. Г.Л.Пономаренко. Безопасность режима с глубоким захолаживанием для ВВЭР-1000 с повышенными техническими параметрами. Презентация там же.
    

Отпечатано в ОАО ОКБ "Гидропресс" 01.06.2011

по решению диссертационного совета Д 418.001.01 №49-2011 от 24.05.2011 г.

Тираж – 70 экз.