Специалисты НИЯУ МИФИ создали методику ранней диагностики кризиса теплоотдачи. Разработка предназначена для повышения безопасности и экономической эффективности атомных электростанций, а также предотвращения отказов электронного оборудования, сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу Минобрнауки России.
Подход основан на анализе колебаний температуры теплоотдающей поверхности и позволяет прогнозировать опасные процессы до их начала. Температуру поверхности тепловыделяющего элемента измеряют только на исследовательских сборках, тогда как давление и расход теплоносителя контролируются постоянно. Авторы ищут связь между этими показателями и температурой, чтобы создать универсальную систему диагностики.
Руководитель лаборатории теплогидравлики и физики кипения Кирилл Куценко отметил, что общепризнанной модели кипения в науке пока нет. Для атомной энергетики этот процесс имеет критическое значение: объемное кипение в реакторах типа ВВЭР недопустимо, поскольку может вызвать кризис теплоотдачи. При запаривании тепловыделяющего элемента отвод тепла резко ухудшается, а температура нагревателя способна вырасти вплоть до его расплавления.
На действующих АЭС такие происшествия предотвращает коэффициент запаса, из-за которого реакторы работают несколько ниже своих возможностей. По словам Куценко, увеличение мощности даже на несколько процентов могло бы дать значительный экономический эффект, однако для этого необходимы надежные инструменты контроля.
Температурные колебания позволяют определять режимы движения теплоносителя, его закипание и наступление кризиса теплоотдачи в реальном времени. Конечная цель проекта — программно-аппаратный комплекс, который будет предупреждать оператора АЭС о риске закипания. В дальнейшем для его работы планируют применять технологии искусственного интеллекта.
Метод можно использовать с разными жидкостями, включая натрий, свинец и висмут в проекте Росатома «Прорыв», а также теплоносители систем охлаждения сверхпроводящих магнитов и микросхем. Разработку уже испытали на средах от воды до жидкого азота. Ученые планируют создать быстродействующее программное обеспечение и специальный прибор.