В МИФИ разработали методику для прогнозирования перегрева реакторов
Специалисты НИЯУ МИФИ создали метод ранней диагностики кризиса теплоотдачи, что повысит безопасность атомных станций и предотвратит выход из строя электроники, сообщили в пресс-службе Минобрнауки России. Об этом пишет ТАСС.
Ученые МИФИ разработали метод, основанный на анализе флуктуаций температуры теплоотдающей поверхности. Главная особенность метода заключается в способности предсказывать опасные события до их возникновения. В отличие от измерения температуры поверхности ТВЭЛ, которое осуществляется только на исследовательских сборках, давление и расход теплоносителя фиксируются постоянно. Исследователи ищут корреляции между этими параметрами и температурой для создания универсального инструмента диагностики.
Как пояснил Кирилл Куценко, руководитель лаборатории теплогидравлики и физики кипения, в науке нет общепризнанной модели кипения. Однако для атомной энергетики понимание этого процесса крайне важно, так как в реакторах типа ВВЭР объемное кипение недопустимо, так как оно может вызвать кризис теплоотдачи. Это явление приводит к резкому ухудшению теплоотдачи из-за запаривания тепловыделяющего элемента, что может вызвать резкий рост температуры вплоть до расплавления нагревателя.
Куценко отметил, что на реальных АЭС такие инциденты не происходят благодаря коэффициенту запаса: реакторы работают ниже своих возможностей. Повышение мощности даже на несколько процентов могло бы принести значительную прибыль, однако для этого необходимы надежные инструменты контроля.
Авторы считают, что флуктуации температуры содержат полезную информацию о режимах теплообмена и позволяют выявлять не только режимы течения теплоносителя, но и его закипание, а также наступление кризиса теплоотдачи в реальном времени.
Конечная цель разработок МИФИ заключается в создании программно-аппаратного комплекса, который будет служить "советником" для оператора АЭС. Система должна функционировать в режиме реального времени, предупреждая о рисках закипания. В будущем ученые планируют применять технологии искусственного интеллекта.
Хотя методика была разработана для атомной энергетики, она может быть использована и в других областях. Например, в проекте "Прорыв" Росатома применяются жидкометаллические теплоносители (натрий, свинец, висмут), которые не должны закипать. Тем не менее, теория МИФИ может быть применена к любым жидкостям, включая те, что используются для охлаждения сверхпроводящих магнитов в больших ускорителях. Также разработка актуальна для микроэлектроники, где охлаждение чипов специальными жидкостями может повысить их производительность.
Разработка уже прошла тестирование на различных теплоносителях, от воды до жидкого азота. В планах научного коллектива - создание быстродействующего программного обеспечения и специального устройства для повышения безопасности и экономической эффективности энергонапряженного оборудования.
