Кузина Ю.А., Сорокин А.П.
В итоге шестидесятилетнего опыта освоения щелочных жидких металлов — натрия, эвтектических сплавов натрий-калий, лития, цезия, созданы научные основы их применения в ядерной энергетике, научно обоснованы теплогидравлические параметры и высокоэффективные технологические процессы, разработаны аппараты и системы, обеспечившие успешную эксплуатацию принципиально новых ЯЭУ. Основными направлениями исследований явились: теплогидравлика, механизмы турбулентного теплообмена, кипение и конденсация жидких металлов, физическая химия и технология ЖМТ, теплофизические свойства материалов реактора, теплоносителей, анализ и обобщение теплофизических данных, базы экспериментальных данных, тепловые трубы, теплофизика термоэмиссионных преобразователей, высокотемпературных ЯЭУ космического назначения и термоядерных установок. Изложены результаты исследований гидродинамики и теплообмена в каналах сложной формы при нормальных режимах эксплуатации и деформации решетки твэлов. Обосновано снижение коллекторных гидравлических неравномерностей в реакторах, теплообменниках и парогенераторах. Развит поканальный метод теплогидравлического расчета ТВС активной зоны быстрых реакторов для номинальных и неноминальных режимов работы. Разработана теория анизотропного пористого тела для расчетов сложных течений в реакторах, теплообменниках и парогенераторах. Проведены экспериментальные исследования циркуляции и теплообмена в баке реактора при вынужденной циркуляции, в переходных и аварийных режимах с естественной циркуляцией, которые показали стратификацию и пульсации температуры в верхней камере смешения и других узлах реакторной установки. Экспериментально исследованы процессы кипения в большом объеме, трубах и пучках стержней, конденсации жидких металлов, протекание аварийных процессов при течах натрия в парогенераторах и натриевых контурах. Сформулированы задачи дальнейших исследований.
1. Кириллов П.Л., Субботин В.И., Ушаков П.А. Жидкие металлы. М.: Атомиздат, 1967.
2. Багдасаров Ю.Е., Пинхасик М.С., Кузнецов И.А., Козлов Ф.А., Баклушин Р.П., Ринейский А.А., Поплавский В.М., Миловидов И.В., Петренко А.А., Архангельский В.А. Технические проблемы реакторов на быстрых нейтронах. М.: Атомиздат, 1969.
3. Поплавский В.М., Ефанов А.Д., Козлов Ф.А, Сорокин А.П. Натрий — теплоноситель для быстрых реакторов. Атомная энергия, 2010, том 108, вып. 4, с. 222—230.
4. Верещагина Т.Н., Сорокин А.П., Фролов Ю.В., Левченко Ю.А. Материалы к истории работ по теплофизике в Физико-энергетическом институте. Обнинск: ГНЦ РФ — ФЭИ, 2014.
5. Ефанов А.Д., Козлов Ф.А., Рачков В.И., Сорокин А.П., Черноног В.Л. Научная школа ГНЦ РФ — ФЭИ «Тепло- и массоперенос, физическая химия и технология теплоносителей в энергетических системах». Обнинск: ГНЦ РФ — ФЭИ, 2015. С. 24—51.
6. Рачков В.И., Арнольдов М.Н., Ефанов А.Д., Калякин С.Г., Козлов Ф.А., Логинов Н.И., Орлов Ю.И., Сорокин А.П. Использование жидких металлов в ядерной, термоядерной энергетике и других инновационных технологиях. Теплоэнергетика, 2014, № 5, с. 20—30.
7. Першуков В.А., Архангельский А.В., Кононов О.Е., Сорокин А.П. Теплофизическая стендовая база атомной энергетики России и Казахстана. Саров: ФГУП «РФЯЦ — ВНИИЭФ», 2016.
8. Исследования в области теплофизики ядерных энергетических установок. Научно-технический сборник. Обнинск: ГНЦ РФ — ФЭИ, 2014.
9. LMFR core and heat exchanger thermohydraulic design: Former USSR and present Russian approaches. IAEA-TECDOC-1060, 1999.
10. Рачков В.И., Сорокин А.П., Жуков А.В. Теплогидравлические исследования жидкометаллических теплоносителей в ядерных энергетических установках. Теплофизика высоких температур, 2018, том 56, № 1, с. 121—136.
11. Рачков В.И., Арнольдов М.Н., Ефанов А.Д., Калякин С.Г., Козлов Ф.А., Логинов Н.И., Орлов Ю.И., Сорокин А.П. Использование жидких металлов в ядерной, термоядерной энергетике и других инновационных технологиях. Теплоэнергетика, 2014, № 5, с. 20—30.
12. Рачков В.И., Калякин С.Г., Кухарчук О.Ф., Орлов Ю.И., Сорокин А.П. От первой АЭС до ЯЭУ IV поколения (к 60-летию Первой в мире АЭС). Теплоэнергетика, 2014, № 5, с. 11—19.
13. Сорокин А.П., Поплавский В.М., Труфанов А.А., Козлов Ф.А., Кузина Ю.А., Алексеев В.В., Латже К. Сотрудничество с французскими специалистами в области теплофизики быстрых реакторов. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2017, вып. 2, с. 148—156.
14. Asmolov V.G., Blinkov V.N., Еfanov А.D., Sorokin А.P., Strizhov V.F., Меlikhov О.I. Problems of heat and mass transfer and safety in new generation npp designs. Proc. Baltic Heat Transfer Conference. St. Petersburg, 2007, vol. 1, pp. 393—401.
15. Поплавский В.М., Ефанов А.Д., Козлов Ф.А, Орлов Ю.И., Сорокин А.П., Корольков А.С., Штында Ю.Е. Технология жидкометаллических теплоносителей для быстрых реакторов. Труды международной конференции по быстрым реакторам и замкнутым топливным циклам: искусство и возможности (FR09). Киото, Япония, 2009.
16. Пономарев-Степной Н.Н. Двухкомпонентная ядерная энергетическая система с замкнутым ядерным топливным циклом на основе БН и ВВЭР. Атомная энергия, 2016, том 120, вып. 4, с. 183—191.
17. 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. Инновационный проект энергоблока БН-1200 как основа эволюционного развития направления БН. Труды IV Международной научно-технической конференции «Инновационные проекты и технологии атомной энергетики (МНТК НИКИЭТ-2016)». Москва, 2016, с. 11.
18. Сорокин А.П., Кузина Ю.А., Труфанов А.А., Камаев А.А., Орлов Ю.И., Алексеев В.В., Грабежная В.А., Загорулько Ю.И. Актуальные проблемы теплофизики реакторов на быстрых нейтронах. Теплоэнергетика, 2018, № 10, с. 60—69.
19. Калякин С.Г., Козлов Ф.А., Сорокин А.П., Алексеев В.В., Богословская Г.П., Иванов А.П., Коновалов М.А., Морозов А.В., Орлова Е.А., Стогов В.Ю. Высокотемпературная ядерная энерготехнология на основе быстрых реакторов с натриевым теплоносителем для производства водорода. Атомная энергия, 2014, том 116, вып. 4, с. 194—204.
20. Кузнецов И.А., Поплавский В.М. Безопасность АЭС с реакторами на быстрых нейтронах. М.: ИздАТ, 2012.
21. Васильев Б.А., Осипов С.Л., Шепелев С.Ф. Оптимальные решения. М.: Росэнергоатом, 2013.
22. Логинов Н.И. Электромагнитные преобразователи расхода жидких металлов. М.: Энергоиздат, 1981.
23. Субботин В.И., Ибрагимов М.X., Ушаков П.А., Бобков В.П., Жуков А.В., Юрьев Ю.С. Гидродинамика и теплообмен в атомных энергетических установках (основы расчета). М.: Атомиздат, 1975.
24. Ефанов А.Д., Габрианович Б.Н., Давиденко Н.Н. Гидродинамика и безопасность ядерных энергетических установок. Обнинск: ГНЦ РФ —ФЭИ, 1999.
25. Сорокин А.П., Кузина Ю.А. Физическое моделирование процессов гидродинамики и теплообмена в ЯЭУ с жидкометаллическими теплоносителями. Теплоэнергетика, 2019, № 8, с. 1—12.
26. Ибрагимов М.X., Субботин В.И., Бобков В.П., Сабелев Г.И., Таранов Г.С. Структура турбулентного потока и механизм теплообмена в каналах. М.: Атомиздат, 1978.
27. Булев Н.И. Пространственная модель турбулентного обмена. М.: Наука, 1999.
28. Левченко Ю.Д., Субботин В.И., Ушаков П.А. Экспериментальные исследования усредненных характеристик турбулентного потока в ячейках пучков стержней. Атомная энергия, 1972, том 33, вып. 5, с. 893—899.
29. Жуков А.В., Сорокин А.П., Ушаков П.А., Мантлик Ф., Гейна Я., Шмит Й. Теплофизическое обоснование температурных режимов ТВС быстрых реакторов с учетом факторов перегрева. Гидродинамические характеристики в ТВС быстрых реакторов. Препринт ФЭИ–1816. Обнинск, 1985.
30. Габрианович Б.Н., Дельнов В.Н. Особенности гидродинамики проточных частей коллекторных систем теплообменников и реакторов ЯЭУ. Саров: ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», 2016.
31. Гордеев С.С., Сорокин А.П. Влияние различных факторов на формирование температурного поля активной зоны реакторов на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем в процессе кампании. Вопросы Атомной Науки и Техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2018, № 2, с. 226—258.
32. Ушаков П.А. Приближенное тепловое моделирование цилиндрических тепловыделяющих элементов. М.: Атомиздат, 1967. С. 137—148.
33. Жуков А.В., Сорокин А.П., Матюхин Н.М. Межканальный обмен в ТВС быстрых реакторов. М.: Энергоатомиздат, 1989.
34. Жуков А.В., Сорокин А.П., Матюхин Н.М. Межканальный обмен в ТВС быстрых реакторов. Расчетные программы и практическое приложение. М.: Энергоатомиздат, 1991.
35. Жуков А.В., Сорокин А.П. Методические указания и рекомендации по теплогидравлическому расчету активных зон быстрых реакторов. Обнинск: ФЭИ, 1989. 435 с.
36. Сорокин А.П., Богословская Г.П., Труфанов А.А., Денисова Н.А. Исследования влияния радиационного формоизменения ТВС на температурный режим и напряженно-деформированное состояние оболочки твэлов. Атомная энергия, 2016, том 120, вып. 6, с. 341—346.
37. Опанасенко А.Н., Сорокин А.П., Труфанов А.А., Денисова Н.А. Экспериментальные исследования полей температуры и скорости на интегральной водяной модели. Атомная энергия, 2017, том 121, вып. 1, с. 21—27.
38. Владимирова Л.И., Ефанов Д.Д., Колмаков А.П., Комышная Г.Ф., Юрьев Ю.С. Применение модели пористого тела к расчету полей температуры в теплообменниках и парогенераторах с продольно-поперечным течением теплоносителя в межтрубном пространстве. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Реакторостроение, 1977, вып. 4 (18), с. 21—23.
39. Грабежная В.А., Михеев А.С. Опыт экспериментальные обоснования парогенераторов АЭС с быстрыми реакторами. Атомная энергия, 2015, том 119, вып. 2, с. 87—94.
40. Субботин В.И., Сорокин Д.Н., Овечкин Д.М., Кудрявцев А.П. Теплообмен при кипении металлов в условиях естественной конвекции. М.: Наука, 1969.
41. Сорокин А.П., Кузина Ю.А., Иванов Е.Ф. Особенности теплообмена при кипении жидкого ме-талла в аварийных режимах в ТВС быстрых реакторов. Атомная энергия, 2019, том 126, вып. 2, с. 69—78.
42. Ивановский М.Н., Сорокин В.П., Субботин В.И. Испарение и конденсация жидких металлов. М.: Атомиздат, 1976.
43. Zhukov A.V., Sorokin A.P., Efanov A.D., Kuzina Ju.A., Bobkov V.P. Database and knowledge on thermal hydraulics of fast reactors. Technical Meeting IAEA. Vienna, Austria, 2005, pp. 457—477.
44. Кириллов П.Л., Юрьев Ю.С., Бобков В.П. Справочник по теплогидравлическим расчетам (ядерные реакторы, теплообменники, парогенераторы). М.: Энергоатомиздат, 1990.
45. Ефанов А.Д., Сорокин А.П., Жуков А.В., Кузина Ю.А., Денисова Н.А., Сорокин Г.А., Федосова М.А. База экспериментальных данных по теплогидравлике быстрых реакторов для верификации расчетных кодов. Атомная энергия, 2009, том 107, вып. 3, с. 128—136.
46. Кириллов П.Л., Бобков В.П., Жуков А.В., Юрьев Ю.С. Справочник по теплогидравлическим расчетам в ядерной энергетике. М.: ИздАТ, том 1, 2010.
47. Ивановский М.Н., Сорокин В.П., Ягодкин И.В. Физические основы тепловых труб. М.: Атомиздат, 1978.
48. Ивановский М.Н., Сорокин В.П., Чулков Б.А., Ягодкин И.В. Технологические основы тепловых труб. М.: Атомиздат, 1980.
49. Сорокин А.П. Теплогидравлические исследования безопасности ЯЭУ с реакторами на быстрых нейтронах. Теплоэнергетика, 2007, № 12, с. 29—36.
50. Казачковский О.Д., Жуков А.В., Сорокин А.П., Матюхин Н.М. Температурные поля в формоизмененных ТВС быстрых реакторов. Атомная энергия, 1988, том 65, вып. 2, с. 89—97.
51. Сорокин А.П., Богословская Г.П., Труфанов А.А., Денисова Н.А. Исследования влияния радиационного формоизменения на температурный режим и напряженно-деформированное состояние оболочки твэлов. Атомная энергия, 2016, том 120, вып. 6, с. 341—346.
52. Кузина Ю.А., Сорокин А.П., Жуков А.В. Численное моделирование теплогидравлики ТВС реакторов с блокировками. Атомная энергия, 1999, том 87, вып. 5, с. 342—356.
53. Загорулько Ю.И., Жмурин В.Г., Ганичев Н.С. Экспериментальные исследования повреждаемости оболочек твэлов в условиях потери расхода теплоносителя через ТВС. Труды научно-технической конференции «Теплофизические экспериментальные и расчетно-теоретические исследования в обоснование характеристик и безопасности ядерных реакторов на быстрых нейтронах. Теплофизика – 2011». Обнинск: ГНЦ РФ — ФЭИ, 2013, том 1, с. 33—41.
54. Загорулько Ю.И., Кащеев М.В., Жмурин В.Г., Ганичев Н.С. Экспериментальные исследования повреждаемости оболочек твэлов в условиях потери расхода теплоносителя (натрий, вода) через топливную сборку. Труды научно-технической конференции «Теплофизика – 2011». Обнинск: ГНЦ РФ — ФЭИ, 2013, том 1, с. 148—157.
55. Сорокин А.П., Кузина Ю.А., Иванов Е.Ф. Теплообмен при кипении жидкометаллических теплоносителей в ТВС быстрых реакторов в аварийных режимах. Вопросы Атомной Науки и Техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2018, № 3, с. 176—194.
56. Ашурко Ю.М., Андреева К.А., Бурьевский И.В., Волков А.В., Елисеев В.А., Егоров А.В., Кузнецов И.А., Коробейникова Л.В., Матвеев В.И., Соломонова Н.В., Хомяков Ю.С., Царапкина А.Н. Исследование влияния натриевого пустотного эффекта реактивности на безопасность быстрого натриевого реактора большой мощности. Известия вузов. Ядерная энергетика, 2014, № 3, с. 5—13.
57. Алексеев В.В., Ефанов А.Д, Козлов Ф.А., Сорокин А.П. Теплогидравлика, физическая химия и технология на АЭС с реакторами на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем. Теплоэнергетика, 2007, № 12, с. 2—9.
58. Портяной А.Г., Сердунь Е.Н., Сорокин А.П., Егоров В.С., Шкаровский Д.А. Пассивные устройства остановки реакторов: классификация характеристик и оценка степени совершенства. Атомная энергия, 1998, том 84, вып. 5, с. 394—398.
59. Шепелев С.Ф., Рогожкин С.А., Поплавский В.М., Рачков В.И., Зарюгин Д.Г., Сорокин А.П., Швецов Ю.Е. Расчетно-экспериментальное обоснование проектной системы аварийного отвода тепла БН-1200. Атомная энергия, 2014, том 116, вып. 4, с. 222—228.
60. Опанасенко А.Н., Сорокин А.П., Зарюгин Д.Г., Труфанов А.А. Реактор на быстрых нейтронах: экспериментальные исследования теплогидравлических процессов в различных режимах работы. Теплоэнергетика, 2017, № 5, с. 24—33.
61. Перевозников С.В., Швецов Ю.Е., Камаев А.А., Пахомов И.А., Борисов В.В., Пазин Г.Н., Мирзеабасов О.А. Моделирование динамики параметров при большой течи воды в натрий во втором контуре быстрого реактора. Обнинск: ГНЦ РФ — ФЭИ, 2014. С. 336—349.
62. Дробышев А.В., Грачев Н.С. Физико-химические основы процесса горения натрия, его тушения и защиты технологических конструкций. Труды межведомственного семинара «Технология щелочных жидкометаллических теплоносителей (Теплофизика – 2009)». Обнинск, 2009.
63. Виноградов А.В., Багдасаров Ю.Е., Камаев А.А., Поплавский В.М., Дробышев А.В., Крючков Е.А., Кочетков Л.А., Пахомов И.А. Расчетно-экспериментальные исследования в обоснование пожарной безопасности. Основные положения, обеспечения пожарной (натриевой) безопасности энергоблока. Обнинск: ГНЦ РФ — ФЭИ, 2015. С. 224—243.
