Дельнов В.Н.
В статье рассматриваются раздающие коллекторные системы (РКС). РКС многообразны, имеют сложную конструкцию и являются характерными элементами проточных частей ядерных энергетических установок (ЯЭУ) и теплообменного оборудования. Цель работы — обоснование подобия гидродинамики проточных частей осесимметричных РКС с различными условиями подвода жидкости в коллектор и отвода жидкости из него. Выполнено сопоставление гидродинамики проточных частей цилиндрической и плоской РКС с центральным подводом и боковым отводом жидкости, цилиндрической и плоской РКС с боковым подводом и центральным отводом жидкости. Установлено неизвестное ранее свойство подобия гидродинамики проточных частей осесимметричных РКС цилиндрического и плоского типов с обратным поворотом жидкости при различных местах ее подвода и отвода. Указанное свойство основано на наличии в проточной части указанных РКС струйно-вихревого течения жидкости, затопленных и полузатопленных струй, универсальности характерных для этого типа течения свойств жидкости, идентичности механизмов преобразования одних типов струй в другие и влиянии на распределение массового расхода на выходе из коллектора отдельных гидродинамических характеристик падающей на выходной элемент струй и отношения коэффициентов местного гидравлического сопротивления выходного элемента и коллектора. Данное свойство обусловлено следующими гидродинамическими эффектами: увеличением площади поперечного сечения затопленных и полузатопленных струй и, соответственно, снижением средней скорости жидкости в них, происходящим за счет торможения жидкости; течением затопленных и полузатопленных струй с углом одностороннего расширения равным 12°; преобразованием затопленных струй в полузатопленные струи и наоборот; изменением местоположения максимальной скорости в поперечном сечении струи при ее повороте и далее по ходу течения жидкости; совпадением между собой местоположений максимальной скорости жидкости в падающей на выходной элемент струе и массового расхода жидкости на выходе из него; прямо пропорциональной зависимостью средней скорости в падающей на выходной элемент струе от максимального массового расхода (скорости) жидкости на выходе коллектора; обратной степенной зависимостью максимального массового расхода (скорости) жидкости на выходе из коллектора от отношения коэффициентов местного гидравлического сопротивления выходного элемента и коллектора; дросселированием потока и, соответственно, увеличением скорости течения жидкости во входной части коллектора при отношении площадей проходного сечения подводящего канала и кольцевого (щелевого) зазора во входной части коллектора большем либо равном единице; входом одной части жидкости в отверстия (каналы) выходного элемента, расположенные в месте встречи струи, и растеканием другой части жидкости вдоль остальной части выходного элемента с изменением расхода по пути при попадании струи на выходной элемент.
1. Gabrianovich B.N., Del’nov V.N. Hydrodynamics of Liquid Metal Cooled NPP header systems. Proc. 11th Meeting of the International Association for Hydraulic Research. TWG-FR/125. Hydrodynamics and heat transfer in reactor components cooled by liquid metal coolants in single/two-phase. Obninsk, 2004, pp. 380—402.
2. Gabrianovich B.N., Delnov V.N. Investigation of hydrodynamics in the distributing header of the second circuit of the intermediate heat exchanger for fast reactor. Proc. 6th Int. Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulic. Grenoble, France, 1993, pp. 1013—1020.
3. Габрианович Б.Н., Дельнов В.Н. Гидродинамика коллекторных систем ядерных энергетических установок. Известия вузов. Ядерная энергетика, 2007, № 1, с. 113—121.
4. Габрианович Б.Н., Дельнов В.Н. Гидродинамика раздающего коллектора второго контура промежуточного теплообменника реакторной установки типа БН. Том 2. Обнинск, ГНЦ РФ-ФЭИ, 1999. С. 203—215.
5. Габрианович Б.Н., Дельнов В.Н. Гидродинамические неравномерности теплоносителя на входе в активную зону ядерного реактора, обусловленные коллекторным эффектом. Атомная энергия, 2011, том 11, вып. 3, с. 177—180.
6. Габрианович Б.Н., Дельнов В.Н. Гидродинамические эффекты в раздающей коллекторной системе реакторной установки с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. Новые промышленные технологии, 2011, № 1, с. 43—47.
7. Габрианович Б.Н., Дельнов В.Н. Закономерности формирования гидравлических неравномерностей на выходе из коллекторной системы реакторной установки. Теплоэнергетика, 2014, № 5, с. 54—59.
8. Габрианович Б.Н., Дельнов В.Н., Юрьев Ю.С. Закономерности формирования гидравлических неравномерностей на выходе из коллекторных систем теплообменников и реакторов ЯЭУ. Труды научно-технической конф. «Теплофизические экспериментальные и расчетно-теоретические исследования в обоснование характеристик и безопасности ядерных реакторов на быстрых нейтронах. Теплофизика-2012». Обнинск, 2012.
9. Габрианович Б.Н., Дельнов В.Н. Методика определения расхода теплоносителя на выходе из напорной камеры промежуточного теплообменника РУ типа БН. Труды научно-технической конф. «Теплофизические экспериментальные и расчетно-теоретические исследования в обоснование характеристик и безопасности ядерных реакторов на быстрых нейтронах. Теплофизика-2011». Обнинск, 2011.
10. Габрианович Б.Н., Дельнов В.Н. Особенности гидродинамики проточных частей коллекторных систем теплообменников и реакторов ЯЭУ. Саров: ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», 2016. 215 с.
11. Габрианович Б.Н., Дельнов В.Н. Особенности гидродинамики раздающих коллекторных систем ядерных реакторов типа ВВЭР. Труды 4-й межд. научно-техн. конф. «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР». Подольск, 2005.
12. Габрианович Б.Н., Дельнов В.Н., Юрьев Ю.С. Особенности течения теплоносителя в раздающих коллекторных системах реакторов ЯЭУ с жидкометаллическим охлаждением. Труды 3 межотрасл. конф. ТЖМТ-2008 «Тяжелые жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях». Обнинск, 2008.
13. Габрианович Б.Н., Дельнов В.Н. Оценка гидродинамических неравномерностей на выходе из осесимметричных цилиндрической и плоской раздающих коллекторных систем с боковым подводом и центральным отводом потока. Препринт ФЭИ-3197. Обнинск, 2010. 12 с.
14. Габрианович Б.Н., Дельнов В.Н. Оценка гидродинамических неравномерностей на выходе из осесимметричных цилиндрической и плоской раздающих коллекторных систем с центральным подводом и боковым отводом потока. Препринт ФЭИ-3222. Обнинск, 2012. 14 с.
15. Кириллов П.Л., Юрьев Ю.С., Бобков В.П. и др. Справочник по теплогидравлическим расчетам (ядерные реакторы, теплообменники, парогенераторы). М.: Энергоатомиздат, 1990. 360 с.
16. Кириллов П.Л., Юрьев Ю.С. Гидродинамические расчеты: справочное учебное пособие. Обнинск, 2007. 184 с.
17. Номофилов Е.В. Романова Т.М. Исследование некоторых особенностей течения жидкости в прямоугольном и цилиндрическом раздаточных коллекторах. Препринт ФЭИ-647. Обнинск, 1975. 20 с.
18. Номофилов Е.В., Романова Т.М. Расчет гидродинамики криволинейного напорного коллектора. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерная техника и технология, 1989, вып. 4, с. 20—28.
19. Номофилов Е.В., Романова Т.М., Филимонов В.Т. Методика расчета полей скорости и давления в плоском раздаточном коллекторе. Препринт ФЭИ-391. Обнинск, 1972. 20 с.
20. Номофилов Е.В., Романова Т.М., Филимонов В.Т. Расчет полей скорости и давления в цилиндрическом раздаточном коллекторе. Препринт ФЭИ-451. Обнинск, 1973. 45 с.
21. Номофилов Е.В., Романова Т.М., Филимонов В.Т. Расчеты полей скорости и давления в плоском раздаточном коллекторе. Препринт ФЭИ-391. Обнинск, 1973. 36 с.
22. Субботин В.И., Ибрагимов М.Х., Ушаков П.А. и др. Гидродинамика и теплообмен в атомных энергетических установках (основы расчета). М.: Атомиздат. 1975. 408 с.
23. Субботин В.И., Кащеев В.М., Номофилов Е.В. и др. Решение задач реакторной теплофизики на ЭВМ. М.: Атомиздат, 1979. 144 с.
24. Трубаков Ю.П., Шалина О.В. Оптимизация гидродинамических характеристик модели симплексным методом планирования эксперимента. Препринт ФЭИ-1936. Обнинск, 1988. 12 с.
25. Юрьев Ю.С., Владимиров М.А. Расчет гидравлических характеристик плоского осесимметричного раздаточного коллектора. Препринт ФЭИ-1327. Обнинск, 1982. 18 с.
