CC BY-NC
9
N.N. Peich, D.N. Shamanov, A.V. Gravshin, D.A. Alekseev Statistical characteristics of the parameters of a small-scale model of a passive heat removal system for a marine reactor
DOI: 10.24937/2542-2324-2021-1-S-I-175-176 УДК 53.084.866:621.039.53
Н.Н. Пейч, Д.Н. Шаманов, А.В. Гравшин, Д.А. Алексеев
СПбГМТУ, Санкт-Петербург
СТАТИСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПАРАМЕТРОВ МАЛОМАСШТАБНОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ ПАССИВНОГО ОТВОДА ТЕПЛА МОРСКОЙ РЕАКТОРНОЙ УСТАНОВКИ
По результатам экспериментального исследования свойств маломасштабной модели пассивного отвода тепла, полученных в статическом и динамическом режимах с интервалом 1 секунда, выполнена оценка статистических характеристик основных параметров системы рассматриваемых как стационарные случайные функции. Определялись математическое ожидание, дисперсии и нормированная корреляционная функция.
Ключевые слова: остаточное тепловыделение, пассивные системы, пароводяной инжектор. Авторы заявляют об отсутствии возможных конфликтов интересов.
DOI: 10.24937/2542-2324-2020-1-S-I-175-176 UDC 53.084.866:621.039.53
N.N. Peich, D.N. Shamanov, A.V. Gravshin, D.A. Alekseev
St. Petersburg State Marine Technical University, St. Petersburg
STATISTICAL CHARACTERISTICS OF THE PARAMETERS
OF A SMALL-SCALE MODEL OF A PASSIVE
HEAT REMOVAL SYSTEM FOR A MARINE REACTOR
Based on the results of an experimental study of the properties of a small-scale model of passive heat removal, obtained in static and dynamic modes with an interval of 1 second, the statistical characteristics of the main parameters of the system considered as stationary random functions were estimated. The mathematical expectation, variance and normalized correlation function were determined.
Key words: residual heat release, passive cooling systems, steam-water injector. Authors declare lack of the possible conflicts of interests.
Для исследования свойств системы пассивного отвода тепла с пароводяным инжектором (ПВИ) в лаборатории кафедры судовой ядерной и водородной энергетики СПбГМТУ была создана маломасштабная модель (МММ). Схема МММ соответствовала техническим решениям, предложенным в патенте № 2631057 [1]. Модель оснащена измерительной аппаратурой, позволяющей вести запись параметров в статическом и динамическом режимах с интервалом 1 секунда. Непосредственно измерялись давления, температуры, расход и тепловая мощность источника тепла. Эксперименты прово-
дились при избыточных давлениях насыщенного пара в парогенераторе (ПГ) не более 30 кПа.
В режиме работы ПВИ в его камере смешения происходит перемешивание поступающих потоков пара и воды, сопровождающееся конденсацией пара и пульсацией давления. Пульсации давления имеют место в циркуляционном тракте при движении двухфазных потоков. В каналах с обогревом изучаются пульсации температур поверхностей нагрева особенно в зоне ухудшенного теплообмена. В данной работе выполнен анализ пульсаций давлений, вызванных двухфазным потоком.
Для цитирования: Пейч Н.Н., Шаманов Д.Н., Гравшин А.В., Алексеев Д.А. Статистические характеристики параметров маломасштабной модели системы пассивного отвода тепла морской реакторной установки. Труды Крыловского государственного научного центра. 2021; Специальный выпуск 1: 175-176.
For citations: Peich N.N., Shamanov D.N., Gravshin A.V., Alekseev D.A. Statistical characteristics of the parameters of a small-scale model of a passive heat removal system for a marine reactor. Transactions of the Krylov State Research Centre. 2021; Special Edition 1: 175-176 (in Russian).
ФГУП «Крыловский государственный научный центр»
175
Н.Н. Пейч, Д.Н. Шаманов, А.В. Гравшин, Д.А. Алексеев
Статистические характеристики параметров маломасштабной модели системы пассивного отвода тепла морской реакторной установки
£рВ(т), Ръ — давление в камере смешения
KpeW "
О 1 2 3 4 5 I, с
Рис. 1. Корреляционная функция давления в камере смешения
Для статистического анализа параметра Рв (давления в камере смешения) как случайной функции приняты его значения в течение 2 минут с шагом фиксации 1 сек. Этот диапазон значений разделен на последовательные реализации (ряды) каждая длиной 10 сек.
Для каждого сечения определены математические ожидания, дисперсии и корреляционная функция.
При стационарном случайном процессе корреляционная функция зависит только от промежутка т между двумя значениями функции [2]. Т.е. при постоянном т корреляционная функция постоянна.
Учитывая это, составлена корреляционная матрица значений нормированных корреляционных функций для реализаций (рядов), в которых начальные значения реализаций случайной функ-
ции принимались при т = 0, т = 1, т = 2 и т.д. Осред-ненная оценка нормированной корреляционной функции представлена на рис. 1.
Поскольку корреляционная функция при всех рассматриваемых значения t не принимает отрицательных значений, то это свидетельствует об отсутствии периодичности в структуре случайной функции Рв(0. Плавное изменение корреляционной функции означает, что корреляция между значениями случайной функции Рв(0 убывает медленно.
Значения математического ожидания и дисперсии достаточно постоянны, что является дополнительным подтверждением стационарности случайного процесса. Среднее во времени значение математического ожидания Мрв ~ 11,8. Средняя оценка дисперсии D ~ 12,9. Среднеквадратичное отклонение 5 ~ 3,59.
Следовательно, в математических моделях описания систем с ПВИ давление в камере смешения можно принимать как стационарный процесс. Подобный анализ выполнен и для ряда других параметров модели.
Список использованной литературы
1. Патент № 2631057 Российская Федерация. Система пассивного отвода тепла реакторной установки / Н.Н. Пейч, Д.Н. Шаманов, Д.А. Алексеев, О.Н. Але-ничев, А.В. Гравшин; авторы. - Бюл. «Изобретения. Полезные модели», 2017. № 26.
2. Вентцель Е.С. Теория вероятностей: учебник / 10-е издание, стереотипное. - М.: Высшая школа, 2006. 575 с.
Поступила / Received: 15.11.21 Принята в печать / Accepted: 08.12.21 © Коллектив авторов, 2021
176
Труды Крыловского государственного научного центра. Специальный выпуск 1, 2021
