DOI: 10.55176/2414-1038-2019-1-132-151
Авторы
Грабежная В.А., Михеев А.С.
Организация
Акционерное общество «ГНЦ РФ – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия
Грабежная В.А. – ведущий научный сотрудник, кандидат технических наук. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, 1. Тел.: (484)399-42-97; e-mail:
Михеев А.С. – старший научный сотрудник.
Аннотация
Изучение теплообмена в спирально навитых трубах представляет большой интерес в виду широкого использования подобных 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.
В 2011—2013 гг. в ГНЦ РФ — ФЭИ на стенде СПРУТ были проведены теплогидравлические испытания модели витого парогенератора РУ БРЕСТ-ОД-300 (вариант 2000 г.) с продольным обтеканием свинцом пучка теплообменных труб. Программа испытаний модели парогенератора была направлена на изучение теплообмена и теплогидравлической устойчивости парогенерирующих труб. Во всем диапазоне изменения режимных параметров не выявлено пульсационных режимов с опрокидыванием циркуляции во втором контуре.
Несмотря на то, что результаты проведенных испытаний модели парогенератора дали обширную информацию о характере теплообмена в различных зонах парогенерирующего канала, однако недостаточное количество теплопередающих труб в модуле (всего три) не позволяет сделать вывод о гарантии полной гидродинамической устойчивости ПГ РУ БРЕСТ во всем возможном диапазоне эксплуатационных параметров. С другой стороны, в реальной конструкции движение греющего теплоносителя опускное с обтеканием пучка труб, близким к поперечному обтеканию. Поэтому недостаточная аргументированность переноса результатов, полученных на трехтрубной модели, на натурный парогенератор послужили основанием для проведения испытаний на многотрубной, полновысотной фрагментной модели уменьшенного диаметра одного ряда трубного пучка модуля штатного парогенератора.
При проведении испытаний отсутствовали какие-либо шумы, свойственные неустойчивым режимам работы контура. Не обнаружено пульсаций температуры воды и пара, соответственно на входе в коллекторы и выходе из коллекторов. При высоких температурах свинца температура перегретого пара всегда была близка к входной температуре свинца.
Проведенные испытания показали отсутствие теплогидравлической неустойчивости, как в случае продольного, так и поперечного омывания парогенерирующей трубы жидкометаллическим теплоносителем в исследованной области параметров свинца и воды. При прочих равных параметрах температура пара на выходе парогенерирующей трубы в случае поперечного омывания выше, чем в случае продольного омывания парогенерирующих труб.
Полученные экспериментальные данные при испытании рассматриваемых моделей в первую очередь необходимы для верификации кодов, позволяющих правильно рассчитывать различные режимы работы парогенератора РУ БРЕСТ-ОД-300.
Ключевые слова
реактор, парогенератор, тяжелый теплоноситель, свинец, вода, пар, витой канал, пучок теплообменных труб, модель парогенератора, эксперимент, теплогидравлическая устойчивость, продольное течение, поперечное течение, профиль температуры
УДК 536.24.08
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2019, выпуск 1, 1:11