Вестник МГТУ. 2016, №1.1.

Вестник МГТУ, том 19, № 1/1, 2016 г. стр. 28–34 33 В вертикальном направлении авторы также проанализировали пространственные распределения температуры как вниз от подземных модулей, так и вверх. На рис. 5 (с шагом 2 года) приведена динамика пространственного распределения температуры вдоль оси Z вниз от модулей АСММ для самой презентабельной ситуации (коэффициент теплопроводности обделки 2 Вт/(м ⋅ К)). Хорошо видно, как изменяется вид графиков на различные моменты времени и скорость движения фронта оттаивания. Например, в первые два года процесса моделирования скорость оттаивания составляет около 4 м/год, а в последующие два года она снижается до 2,5 м/год. При этом на момент завершения расчета (16 лет) глубина оттаивания уже превышает 20 м. В направлении вверх от модулей авторами дополнительно прослежена динамика температуры в точке, удаленной от кровли выработки на 5 м. На рис. 6 представлена динамика температуры в указанной точке при вариации коэффициента теплопроводности обделки. При максимальном значении коэффициента теплопроводности требуется менее года, а при среднем значении – немного более года, чтобы окрестности вблизи анализируемой точки перешли во "влажное" состояние. В то же время при минимальном значении коэффициента теплопроводности фазовый переход не прогнозируется на протяжении всего времени функционирования АСММ. Заключение По итогам выполненных исследований можно сделать следующие выводы. Создана трехмерная компьютерная модель процессов теплопереноса в криолитозоне с учетом фазового перехода "лед – вода" при размещении в ММГП модулей АСММ в форме выработок большого объема. Разработанные модели позволили выполнить симуляцию переноса тепла в криолитозоне при фиксированном значении температуры в модулях АСММ на уровне 20 °С и при вариации коэффициента теплопроводности обделки с 2 Вт/(м ⋅ К) до 0,05 Вт/(м ⋅ К), а также пористости ММГП (5 и 10 %). Анализ результатов численных экспериментов (на 16 лет процесса моделирования) в форме пространственного распределения температуры по сечениям модели и вдоль пространственных осей на фиксированные моменты времени, а также динамики температуры в фиксированной точке пространства свидетельствует: − максимальная скорость движения фронта оттаивания прогнозируется в первые два года функционирования АСММ при максимальном коэффициенте теплопроводности обделки на уровне 4 м/год с последующим замедлением скорости движения; − максимальные глубины оттаивания (на уровне 20 м) соответствуют максимальному значению коэффициента теплопроводности обделки; − использование при строительстве обделки материалов с низкими значениями коэффициентов теплопроводности (эффективный коэффициент теплопроводности на уровне 0,05 Вт/(м ⋅ К)) позволяет обеспечить целостность криолитозоны. Библиографический список 1. Оценка теплового воздействия подземной атомной станции малой мощности на многолетнемерзлые горные породы / Н. Н. Мельников, П. В. Амосов, С. А. Гусак, Н. В. Новожилова, С. Г. Климин // Криосфера Земли. 2015. Т. XIX, № 2. С. 45–51. 2. Макеев Г. А. Создание плавучих энергетических блоков: современное состояние и варианты будущих проектов // Атомные станции малой мощности: новое направление развития энергетики: Т. 2 / под ред. акад. РАН А. А. Саркисова. М. : Академ-Принт, 2015. С. 130–138. 3. Никитин А., Андреев Л. Плавучие атомные станции. Доклад объединения Bellona. Осло, 2011. 48 с. 4. Бахметьев А. М., Большухин М. А., Лепехин А. Н. Расчетно-экспериментальное обоснование безопасности РУ КЛТ-40С для плавучей АСММ [Электронный ресурс] : презентация доклада // Межотраслевая межрегиональная науч.-техн. конф., Москва, 11–12 ноября 2010 г. М., 2010. электрон. опт. диск (CD-ROM). 5. Амосов П. В. Проверка кода для численного моделирования тепловых процессов в пористой среде с учетом фазового перехода "лед – вода" // Вестник МГТУ. 2013. Т. 16, № 4. С. 641–643. 6. Подземные объекты в горных выработках криолитозоны Якутии. ТСН 31-323-2002 Республики Саха (Якутия). URL: http:www.complexdoc.ru/ntdpdf/481072/podzemnye_obekty_v_gornykh_ vyrabotkakh_kriolitozony_yakutii.pdf. 7. Амосов П. В., Новожилова Н. В. Влияние пористости многолетнемерзлых горных пород на глубину оттаивания // Вестник КНЦ РАН. 2014. № 2 (17). С. 58–64. References 1. Otsenka teplovogo vozdeystviya podzemnoy atomnoy stantsii maloy moschnosti na mnogoletnemerzlye gornye porody [The thermal impact of a small underground nuclear plant on permafrost] / N. N. Melnikov, P. V. Amosov, S. A. Gusak, N. V. Novozhilova, S. G. Klimin // Kriosfera Zemli. 2015. V. XIX, N 2. P. 45–51.