Работа продолжает цикл статей, посвященных развитию предложенной авторами модели изменений теплового и фазового состояний высокотемпературного расплава активной зоны в охлаждаемой подреакторной ловушке тигельного типа при взаимодействии с жертвенным материалом при тяжелых авариях реакторов на АЭС. На базе обобщенной формулировки задачи Стефана со свободными границами раздела фаз предложена расширенная трехстадийная 3D-модель протекающих процессов, учитывающая влияние на них разнообразных факторов. Модель включает стадию инверсии оксидной и металлической составляющих, изменяющихся в бассейне кориума в ходе термохимических реакций. Апробация предложенной модели проведена путем сравнения полученных результатов с данными полномасштабного эксперимента COPRA по теплообмену в бассейне кориума с внутренним источником теплоты. Расчетные результаты модели с использованием программного пакета COMSOL Multiphysics подтвердили эффективность предложенной схемы размещения жертвенного материала в ловушке, а также схемы ее охлаждения для обеспечения требуемых целевых функций.

This study continues a series of the works on the development of the model (proposed by us) which describes the changes in the thermal and phase states of a high-temperature core melt in the cooled under-reactor crucible-type trap when the melt interacting with sacrificial material in severe reactor accidents at nuclear power plants. On the basis of the generalized formulation of the Stefan problem with free interfaces, an extended three-stage 3D model of the proceeding processes has been proposed, that takes into account the influence of various factors. The model includes a stage of inversion of oxide and metal components changing in the corium basin during thermochemical reactions. Approbation of the model was carried out by comparison between the obtained results and the data of the full-scale COPRA experiment on the heat transfer by natural convection in a corium basin with an internal heat source. Our calculation results using the COMSOL Multiphysics software package confirmed the efficiency of the proposed scheme for arrangement of the sacrificial material in the trap, as well the scheme for the trap’s cooling to provide the required target functions.

Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Сер.: Физико-математические науки. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2019 -. — Электрон. журнал. — Периодичность: 4 раза в год. — Выходит с 07.2019. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Текст: электронный

Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Сер.: Физико-математические науки. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2019 -. Т. 14, № 4, 2021. — 1 файл (7,49 Мб). — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j22-141.pdf>.