Авторы
Безносов А.В., Ярмонов М.В., Зудин А.Д., Черныш А.С., Новожилова О.О.
Организация
Нижегородский государственный технический университет имени Р.Е. Алексеева, Нижний Новгород, Россия
Аннотация
Работа, нацеленная на строительство атомных электростанций с быстрыми реакторами, охлаждаемыми тяжелыми жидкометаллическими теплоносителями (ТЖМТ), такими как свинец и эвтектика свинец-висмут, в настоящее время проводится в ведущих странах мира, включая и Россию. Создание подобных систем требует большой теоретической и экспериментальной работы, в особенности в области исследования процессов теплообмена и гидродинамики тяжелых жидкометаллических теплоносителей.
Массив данных необходимых для проектирования теплообменного оборудования работающего в среде свинцового теплоносителя невозможно получить только расчётным путем, исходя из результатов теоретических расчётных построений. Все теоретические построения вынуждены вводить упрощения, не соответствующие действительности. Например, в выражение для расчёта коэффициентов теплоотдачи вводится, как правило, значение средних скоростей теплоносителя, температуры стенки, характеристики самой жидкости и её потока. Коэффициент теплоотдачи является более сложной функцией большего числа переменных, обуславливающих процесс теплообмена. Он зависит, при прочих равных условиях, от размеров элементов поверхностей теплообмена (телам с одинаковой геометрией поверхности теплообмена, но меньших размеров, соответствуют большие значения коэффициента теплоотдачи, т.к. эти тела имеют пограничные слои меньших толщин), направления теплового потока (при передаче тепла от теплоносителя к стенке значение коэффициента теплоотдачи больше, чем при обтекании внутренней стенки трубы того же диаметра), влияния пристенного слоя и др., что оказывает существенное влияние на характеристики теплообмена.
В данной статье представлены результаты анализа и экспериментальных исследований по определению характеристик теплообмена на теплоотводящем экспериментальном участке при поперечном обтекании коридорного пучка теплообменных трубок, имитирующем условия теплообмена от свинца к стенке в диапазоне рабочих режимных параметров контура проектируемой реакторной установки типа БРЕСТ при контролируемом и регулируемом содержании примеси кислорода в теплоносителе и контуре, а также при подаче в контур свинцового теплоносителя газовоздушных смесей, что имитирует возможный аварийный режим при аварии «межконтурная неплотность парогенератора».
Ключевые слова
быстрый реактор, тяжелый жидкометаллический теплоноситель, теплообмен, экспериментальные исследования, коридорный пучок, поперечное обтекание, межконтурная неплотность парогенератора, термодинамически активный кислород, поле температур, поле скоростей
УДК 621.039.534.6 + 621.039.526
Вопросы атомной науки и техники. Cер. Ядерно-реакторные константы, 2014, вып. 1, 1:4