1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Теплоэнергетика
  4. № 11, 2023

Теплоэнергетика, 2023, № 11, стр. 14-25

Гидродинамика теплоносителя в выходном участке топливной кассеты с головками разной конструкции активной зоны реактора РИТМ атомной станции малой мощности

С. М. Дмитриев a, Т. Д. Демкина a, А. А. Добров a, Д. В. Доронков a, *, Д. С. Доронкова a, М. А. Легчанов a, А. Н. Пронин a, А. В. Рязанов a, Д. Н. Солнцев a, А. Е. Хробостов a

a Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева
603950 г. Нижний Новгород, ул. Минина, д. 24, Россия

* E-mail: nevid000@mail.ru

Поступила в редакцию 14.03.2023
После доработки 02.05.2023
Принята к публикации 01.06.2023

Аннотация

Представлены результаты экспериментальных исследований и сравнительного анализа гидродинамики теплоносителя в выходном участке топливной кассеты за головками, имеющими разные конструкции. Рассматриваемые топливные кассеты предназначены для установки в активной зоне реактора типа РИТМ атомной станции малой мощности наземного размещения. Целью работы являлось изучение распределения осевой скорости и расхода потока теплоносителя на выходе из пучка твэлов, за головками, имеющими разные конструкции, перед трубой отбора теплоносителя и в отверстиях верхней опорной плиты, а также определение областей твэльного пучка, из которых наиболее вероятно попадание потока теплоносителя в трубу отбора и, соответственно, на термометр сопротивления, установленный в эту трубу. Эксперименты проводились на исследовательском аэродинамическом стенде с воздушной рабочей средой на модели выходного участка топливной кассеты, в состав которого входят фрагмент выходной части пучка твэлов с дистанционирующими решетками, макеты головок двух типов, верхней опорной плиты и трубы отбора теплоносителя. При изучении скорости течения теплоносителя в выходной части топливной кассеты использовались пневмометрический метод и метод впрыска контрастной примеси. Измерения выполнялись по всему поперечному сечению модели. Гидродинамическая картина течения теплоносителя представлена картограммами распределения осевой скорости, расхода теплоносителя и контрастной примеси в поперечном сечении модели. Результаты исследований использовались специалистами конструкторских и расчетных подразделений ОКБМ им. И.И. Африкантова для обоснования инженерных решений при проектировании новых активных зон реакторов РИТМ. Результаты экспериментов собраны в базу данных и использованы при валидации CFD-программы ЛОГОС, созданной сотрудниками РФЯЦ-ВНИИЭФ и ИТМФ МГУ им. М.В. Ломоносова в качестве аналогов иностранных программ такого же класса, к которым относятся ANSYS, Star CCM+ и многие другие. Опытные данные также применены для валидации одномерных теплогидравлических кодов, используемых в ОКБМ им. И.И. Африкантова при обосновании теплотехнической надежности активных зон реакторных установок, к этому классу программ относится и теплогидравлический код КАНАЛ.

Ключевые слова: топливная кассета, головка, твэл, центральный вытеснитель, сливные окна, сливные отверстия, опорная плита, труба отбора, гидродинамика теплоносителя, перемешивание потока

Список литературы

  1. Петрунин В.В. Реакторные установки для атомных станций малой мощности // Вестник РАН. 2021. Т. 91. № 6. С. 528–540. https://doi.org/10.31857/S0869587321050182

  2. Реакторные установки для атомных ледоколов. Опыт создания и современное состояние / Д.Л. Зверев, Ю.П. Фадеев, А.Н. Пахомов, В.Ю. Галицких, В.И. Полуничев, К.Б. Вешняков, С.В. Кабин, А.Ю. Турусов // Атомная энергия. 2020. Т. 129. Вып. 1. С. 29–37.

  3. Активные зоны действующих атомных ледоколов / Д.Л. Зверев, О.Б. Самойлов, О.А. Морозов, А.А. Захарычев, В.Ю. Силаев, П.Б. Матяш, А.Ю. Вишнев, М.М. Кашка, О.Э. Дарбинян // Судостроение. 2020. № 1(848). С. 13–16.

  4. Опыт создания первой в мире плавучей АЭС. Направления дальнейшего развития / В.М. Беляев, М.А. Большухин, А.Н. Пахомов, А.М. Хизбуллин, А.Н. Лепехин, В.И. Полуничев, К.Б. Вешняков, А.Н. Соколов, А.Ю. Турусов // Атомная энергия. 2020. Т. 129. Вып. 1. С. 37–43.

  5. Методические вопросы и некоторые результаты экспериментальных и расчетных исследований критических тепловых потоков в ТВС реактора РИТМ-200 для АСММ / А.А. Захарычев, Г.Ш. Иксанова, А.В. Куприянов, А.Б. Осин, В.В. Петрунин, О.Б. Самойлов, Д.Л. Шипов // Атомная энергия. 2021. Т. 130. Вып. 2. С. 63–68.

  6. Методы обоснования теплотехнической надежности активной зоны тепловых водо-водяных реакторов / А.А. Баринов, С.М. Дмитриев, А.Е. Хробостов, О.Б. Самойлов // Атомная энергия. 2016. Т. 120. Вып. 5. С. 270–275.

  7. Расчетно-экспериментальные исследования течения потока теплоносителя в кассетной активной зоне реактора КЛТ-40С / С.М. Дмитриев, А.В. Варенцов, А.А. Добров, Д.В. Доронков, А.Н. Пронин, В.Д. Сорокин, А.Е. Хробостов // ИФЖ. 2017. Т. 90. № 4. С. 988–996.

  8. Экспериментальные исследования локальной гидродинамики теплоносителя на масштабной модели кассетной ТВС реактора КЛТ-40С / С.М. Дмитриев, А.А. Баринов, А.В. Варенцов, Д.В. Доронков, Д.Н. Солнцев, А.Е. Хробостов // Теплоэнергетика. 2016. № 8. С. 41–48. https://doi.org/10.1134/S004036361608004X

  9. Гухман А.А. Введение в теорию подобия. М.: Высшая школа, 1973.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Теплоэнергетика

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал