Авторы
Грабежная В.А., Парфенов А.С., Михеев А.С.
Организация
АО «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия
Грабежная В.А. – ведущий научный сотрудник, кандидат технических наук. Контакты: 249033, Калужская область, Обнинск, пл. Бондаренко 1, Тел: (484) 399-42-97, e-mail : Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Парфенов А.С. – инженер-исследователь.
Михеев А.С. – начальник лаборатории.
Аннотация
Изучение турбулентного течения в спирально навитых трубах представляет большой интерес в виду широкого использования подобных теплообменных каналов в инженерной практике,
в частности, в атомной энергетике в виде парогенераторов на исследовательских реакторах и АЭС. В проектируемой реакторной установке БРЕСТ-ОД-300 в качестве парогенератора
рассматривается витой парогенератор бухтовой компоновки.
Модель парогенератора, на которой проводились испытания, состояла из двух идентичных трехтрубных секций (модулей). Диаметр навивки трехтрубного пучка составлял
1600 мм, наружный диаметр парогенерирующей трубы был 18 мм. Обогрев трехтрубного пучка осуществлялся свинцовым теплоносителем. Экспериментальная модель была хорошо
термометрирована.
Располагая профилями температуры, были определены коэффициенты теплоотдачи при конвекции воды (экономайзерная зона) и при конвекции пара (пароперегревательная зона) в
модели парогенератора с витой трубой. Рассмотрению подлежали только режимы, где число Рейнольдса было выше Re = 2,2⋅104. Для сравнения данных о конвективном теплообмене,
полученных нами в экспериментах, с расчетными рекомендациями были отобраны формулы.
На основе выполненного анализа делается заключение о том, что в настоящее время
надежных рекомендаций по расчету конвективного теплообмена в витых трубах парогенераторов нет. Все имеющиеся расчетные соотношения по конвективному теплообмену получены на моделях, в которых как геометрия, так и режимные параметры далеки от условий
эксплуатации парогенерирующих установок.
Ключевые слова
реактор, парогенератор, тяжелый теплоноситель, свинец, вода, спирально навитые трубы, конвективный теплообмен, перегрев пара, модель парогенератора, эксперимент, адиабатная стенка, профиль температуры
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
1.Кокорев Б.В., Фарафонов В.А. Парогенераторы ядерных энергетических установок с жидкометаллическим охлаждением. М.: Энергоатомиздат, 1990
2. Dravid A.N., Smith K.A., Merrill E.A., Brian P.L.T. Effect of secondary fluid motion on laminar flow heat transfer in helically coiled tubes. AIChE Journal, 1971, vol. 17, no. 5, pp. 1114-1122.
3. Srinivasan P.S., Handapurcar S., Holland F.A. Friction factor for coils. Transactions of the Institution of Chemical Engineers, 1970, vol. 48, pp. 156-161.
4. Gnielinski V. Heat transfer and pressure drop in helically coiled tubes. Proc. 8th Int. Heat Transfer Conf. San Francisco, 1986, pp. 2847-2854.
5. Purandare P.S., Lele M.M., Gupta R. Parametric analysis of helical coil heat exchanger. Internal Journal of Engineering Research & Technology, 2012, vol. 1, no.8.
6. Naphon P., Wongwises S. A review of flow and heat transfer characteristics in curved tubes. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2006, vol. 10, pp. 463-490.
7. Yu H., Zhang Y., Huang Z., Liu Z., Li Y., Yu Y. Experimental and operational verification of HTR-10 once-through steam generator (SG). Heat transfer and hydrodynamic features of the once-through steam generator. Journal of Nuclear Science and Technology, 2004, vol. 41, no. 7, pp. 765-770.
8. Руководящий технический материал. Парогенераторы АЭС прямоточные с трубами в виде винтовых змеевиков. Расчет тепловой и гидравлический. РТМ 108.300.01-81. Л.: НПО ЦКТИ, 1983.
9. Roger G.F.C., Mayhew Y.R. Heat transfer and pressure loss in helically coiled tubes with turbulent flow. International Journal of Heat and Mass Transfer, 1964, vol. 7, pp. 1207-1216.
10. Михеев М.А. Основы теплопередачи. М.: ГЭИ, 1956.
11. Грабежная В.А., Михеев А.С., Штейн Ю.Ю. Испытания модели парогенератора БРЕСТ на стенде СПРУТ. Обнинск, ГНЦ РФ-ФЭИ, 2012. С. 227-235.
12. Грабежная В.А., Крюков А.Е., Михеев А.С., Штейн Ю.Ю. Некоторые результаты исследования модели витого парогенератора, обогреваемого свинцом. Труды четвертой конференции «Тяжелые жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях (ТЖМТ-2013)». Обнинск, 2014, Т. 1, С. 139-152.
13. Кириллов П.Л., Юрьев Ю.С., Бобков В.П. Справочник по теплогидравлическим расчетам (ядерные реакторы, теплообменники, парогенераторы). М.: Энергоатомиздат, 1990.
14. Ривкин С.Л., Александров А.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара. М.: Изд-во стандартов, 1998.
15. Кириллов П.Л., Денискина Н.Б. Теплофизические свойства жидкометаллических теплоносителей (справочные таблицы и соотношения). Обзор: ФЭИ-0291. М: ЦНИИатоминформ, 2000. 42 с.
16. Грабежная В.А., Костромин А.Г., Тараско М.З., Фетисов М.Н. Методика расчета градиентов температуры в парогенерирующих каналах с обогревом жидким металлом. Препринт ФЭИ-1500. Обнинск, 1983.
УДК 536.24.08
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2016, вып. 5, 5:15
