Алексеев В.В., Сорокин А.П., Кузина Ю.А., Сутягина Р.О., Сутягин И.А.
Исследованы особенности процессов гидродинамики тепло- и массообмена в холодных ловушках. Первоначально в основном использовался эмпирический подход. В результате разработано научное обоснование для создания холодных ловушек оригинальной конструкции для БН-350, БОР-60 и БН-600. Их ёмкость по примесям, одна из важнейших эксплуатационных характеристик, в несколько раз превышала лучшие зарубежные аналоги.
Учитывая, что при эксплуатации холодных ловушек первого контура реактора БН-600 имели место течи радиоактивного натрия, в настоящее время при разработке реактора на быстрых нейтронах большой мощности с натриевым теплоносителем для повышения безопасности реактора принято решение о размещении системы очистки в баке реактора. Решен вопрос об исключении накопления водорода в холодных ловушках первого контура при работе на номинальных параметрах. На основе расчетов с использованием разработанных кодов для моделирования теплогидравлических и массообменных процессов в холодной ловушке предложены уточняющие технические решения.
Для внутрибаковой системы очистки натрия от примесей альтернативой холодным ловушкам являются геттерные ловушки. В первом контуре ЯЭУ требуется в основном очистка натрия от кислорода. Для очистки натрия от кислорода могут быть использованы как сорбционные, так и хемосорбционные геттеры.
Проведены эксперименты по очистке натрия циркониевым геттером при температуре 550 °С. Для хемосорбционной очистки использовался гранулированный магний, температура натрия поддерживалась 300 °С; получен эффект очистки натрия от кислорода, при этом значительная часть магния поступила в натриевый контур.
1. Козлов Ф.А., Волчков Л.Г., Кузнецов Э.К., Матюхин В.В. Жидкометаллические теплоносители ЯЭУ. Очистка от примесей и их контроль. Под ред. д-ра техн. наук Козлова Ф.А. М.: Энергоатомиздат, 1983. 128 с.
2. Козлов Ф.А., Алексеев В.В., Загорулько Ю.И., Сергеев Г.П., Волчков Л.Г., Козуб П.С., Ковалев Ю.П., Воробьева Т.А., Волов А.Н. Итоги развития технологии натрия как теплоносителя реакторов на быстрых нейтронах (БН). Теплоэнергетика, 2007, № 12, c. 10–23.
3. Рачков В.И., Поплавский В.М., Цибуля А.М., Багдасаров Ю.Е. и др. Концепция усовершенствованного энергоблока с охлаждаемым натрием быстрым реактором. Атомная энергия, 2010, т. 108, вып. 4, с. 201–206.
4. Васильев Б.А., Васяев А.В., Зверев Д.Л., Шепелев С.Ф., Аширметов М.Р., Ершов В.Н., Онуфриенко С.В., Говердовский А.А., Поплавский В.М., Труфанов А.А., Ошканов Н.Н. Инновационный проект энергоблока БН‑1200 как основа эволюционного развития направления БН. Сб. тезисов докладов IV Международной научно-технической конференции «Инновационные проекты и технологии атомной энергетики (МНТК НИКИЭТ-2016)». АО «НИКИЭТ», 27–30 сентября 2016 г., Москва. М.: Изд-во АО «НИКИЭТ», 2016. С. 38–40.
5. Козлов Ф.А., Алексеев В.В., Ковалев Ю.П., Кумаев В.Я., Матюхин В.В., Орлова Е.А., Пирогов Э.П., Сорокин А.П., Щербаков С.И. Исследования в обоснование системы очистки натрия для перспективных быстрых реакторов. Атомная энергия, 2012, т. 112, вып. 1, с. 18–24.
6. Алексеев В.В., Ковалев Ю.П., Калякин С.Г., Козлов Ф.А., Кумаев В.Я., Кондратьев А.С., Матюхин В.В., Пирогов Э.П., Сергеев Г.П., Сорокин А.П., Торбенкова И.Ю. Система очистки натриевого теплоносителя АЭС с реактором БН-1200. Теплоэнергетика, 2013, № 5, с. 9–20.
7. Калякин С.Г., Козлов Ф.А., Сорокин А.П., Алексеев В.В., Щербаков С.И., Кондратьев А.С., Варсеев Е.В. Исследования в обоснование встроенной в бак реактора системы очистки натрия. Известия вузов. Ядерная энергетика, 2014, № 2, С. 81–89.
8. Сорокин А.П., Труфанов А.А. Очистка натрия АЭС с реакторами на быстрых нейтронах. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2017, № 3, с. 142–162. Доступно на: https://vant.ippe.ru/year2017/3/thermal-physics-hydrodynamics/1381-12.html (дата обращения 08.08.2023).
9. Варсеев Е.В., Коновалов М.А., Алексеев В.В. Результаты численного моделирования тепломассообмена в макете холодной ловушки. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2014, № 2, с. 105–112.
10. Алексеев В.В., Козлов Ф.А., Сорокин А.П., Варсеев Е.В., Кумаев В.Я., Кондратьев А.С. Расчёты массопереноса примесей в холодных ловушках с натриевым охлаждением. Атомная энергия, 2015, т. 118, вып. 5, с. 257–261.
11. Алексеев А.А., Козлов Ф.А., Сорокин А.П., Варсеев Е.В., Кумаев В.Я., Кондратьев А.С. Расчеты массопереноса примесей в холодных ловушках с натриевым охлаждением. Сб. докладов научно-технической конференции «Теплофизика реакторов на быстрых нейтронах (Теплофизика-2014)». Обнинск: ГНЦ РФ – ФЭИ, 2015. С. 380–385.
12. Козлов Ф.А., Сорокин А.П., Труфанов А.А. и др. Испытания на натриевом стенде модели холодной ловушки. Атомная энергия, 2017, т. 122, № 1, с. 29–33.
13. Козлов Ф.А., Кузнецов Э.К. Очистка натрия от кислорода с помощью горячих ловушек. Жидкие металлы. Сб. статей под ред. П.Л. Кириллова, В.И. Субботина, П.А. Ушакова. М.: Атомиздат, 1967, С. 340–355.
14. Козлов Ф.А., Волчков Л.Г. Новый способ регенерации ловушек для очистки щелочных жидкометаллических теплоносителей. Атомная энергия, 1975, т. 39, вып. 4, с. 310.
