Чисельне моделювання роботи барботера YP20B01 системи компенсації об’єму першого контуру енергоблоку АЕС з реактором ВВЕР-1000

Abstract

Водько І.В., Брикайло Р.В. (керівник). Чисельне моделювання роботи барботера YP20B01 системи компенсації об’єму першого контуру енергоблоку АЕС з реактором ВВЕР-1000. Бакалаврська кваліфікаційна робота. Національний університет “Львівська політехніка”, Львів, 2025.

Роль системи компенсації об'єму на сучасних ядерних енергоблоках, на кшталт реакторів ВВЕР-1000, є критично важливою для забезпечення стабільного та безпечного гідравлічного стану першого контуру. Робочий стан барботера визначається його геометричними параметрами, гідравлічними властивостями теплоносіїв та їхніми параметрами [1 – 3]. Велике значення має дослідження розподілу тиску і витрати за умов динамічних гідравлічних навантажень. Бакалаврська кваліфікаційна робота присвячена чисельному розрахунку роботи барботера YP20B01 системи компенсації об’єму першого контуру енергоблоку АЕС з реактором ВВЕР-1000. Об’єкт дослідження – барботер, як складова частина системи компенсації об’єму. Предмет дослідження – теплогідравлічні режими роботи барботера залежно від початкових параметрів теплоносіїв. Мета дослідження – моделювання режимів роботи барботера чисельним методом і їхній аналіз за різних початкових параметрів теплоносіїв. У ході виконання роботи було проаналізовано систему компенсації об’єму першого контуру енергоблоку АЕС з реактором ВВЕР-1000. Більш поглиблено була проаналізована робота барботера в системі компенсації об’єму та його призначення у ній. Розглянуто конструкцію барботеру, його конструкційні матеріали. Проаналізовано аварійні режими роботи барботера при порушеннях в системи компенсації тиску. Розглянутий пункт технічного обслуговування надав уявлення, про ремонтне обслуговування ємності.

В процесі аналізу охорони праці, було наведено основні пункти безпечної експлуатації барботеру YP20B01, а саме небезпеки при роботі із барботером, техніку безпеки, санітарні умови та пожежну безпеку. У процесі розрахунку вентиляції при вологовиділенні було розраховане вентиляційне обладнання, яке покриє всі вимоги приміщення. В процесі розрахунку економічної частини, було розраховано собівартість виробництва електричної та теплової енергії на АЕС та загального прибутку і рентабельності підприємства. Також був розрахований фонд заробітної плати персоналу, який є не менш важливим пунктом для розрахунку економічності АЕС. Особливу увагу було приділено чисельному моделюванню роботи барботера YP20B01, де було проаналізовано три теплогідравлічні режими. Відповідно до отриманих графіків, залежності показали, що при більшій температури води, яка входить в барботер, витрата пари зменшується.Vodko I.V., Brykailo R.V. (supervisor). Numerical simulation of the operation of the YP20B01 bubbler of the volume compensation system of the primary circuit of a NNP unit with a VVER-1000 reactor. Bachelor's thesis . Lviv Polytechnic National University, Lviv, 2025.

The role of the volume compensation system in modern nuclear power units, such as VVER-1000 reactors, is critically important for ensuring a stable and safe hydraulic condition of the primary circuit. The operational state of the bubbler is determined by its geometric parameters, the hydraulic properties of the coolant, and their respective parameters [1–3]. The study of pressure distribution and flow rate under conditions of dynamic hydraulic loads is of great significance. The bachelor's qualification thesis is devoted to the numerical analysis of the operation of the YP20B01 bubbler, which is part of the volume compensation system of the primary circuit of a nuclear power plant unit with a VVER-1000 reactor. Object of the study – the bubbler as a component of the volume compensation system. Subject of the study – the thermohydraulic operating modes of the bubbler depending on the initial parameters of the coolant. Purpose of the study – to model the operating modes of the bubbler using numerical methods and to analyze them under various initial coolant parameters. In the course of this work, the volume compensation system of the primary circuit of a nuclear power plant unit with a VVER-1000 reactor was analyzed. Particular attention was given to the operation of the bubbler within the volume compensation system and its functional purpose. The construction of the bubbler and the materials used in its design were examined. Emergency operating modes of the bubbler under pressure compensation system failures were analyzed. The section on technical maintenance provided insight into the repair and servicing of the vessel.

In the course of the occupational safety analysis, the main aspects of the safe operation of the YP20B01 bubbler were presented, including potential hazards during operation, safety procedures, sanitary conditions, and fire safety. During the ventilation calculation for moisture release, the ventilation equipment was selected and calculated to meet all the requirements of the room. In the economic analysis section, the cost of generating electrical and thermal energy at the nuclear power plant, as well as the total profit and profitability of the enterprise, were calculated. Additionally, the wage fund for the personnel was determined, which is an equally important factor in assessing the economic efficiency of the nuclear power plant. Special attention was given to the numerical modeling of the YP20B01 bubbler's operation, in which three thermohydraulic modes were analyzed. According to the obtained graphs, the dependencies indicated that with higher water temperatures entering the bubbler, the steam flow rate decreases.