ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ
ВАНТ. Серия: Ядерно-реакторные константы


Расширенное продолжение серии: Ядерные константы c 1971 года
ISSN 2414-1038 (online)

Авторы

Сорокин А.П.1, Кузина Ю.А.1, Сорокин Г.А.2, Денисова Н.А.1

Организация

1 АО «Государственный научный центр Российской Федерации — Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия
2 Национальный исследовательский университет Физико-технический институт, Москва, Россия

Сорокин А.П.1 – главный научный сотрудник, доктор технических наук. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко 1. Тел.: +7 (484) 399-84-47; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..
Кузина Ю.А.1 – заместитель генерального директора – директор отделения ядерной энергетики, кандидат технических наук.
Денисова Н.А.1 – ведущий инженер.
Сорокин Г.А.2 – доцент кафедры корпоративных информационных систем, кандидат технических наук.

Аннотация

Представлены, анализируются и обобщены результаты экспериментальных и расчетно-теоретических исследований поперечного межканального молекулярно-турбулентного и конвективного обмена массой, импульсом и энергией в рамках поканальной модели теплогидравлического расчета тепловыделяющих сборок твэлов активной зоны быстрых реакторов с жидкометаллическими теплоносителями для номинальных, неноминальных и аварийных режимов. Получена полная система коэффициентов межканального обмена для замыкания системы уравнений макропереноса в широком диапазоне параметров с учетом деформации ТВС. Показано, что поперечный конвективный обмен в ТВС с дистанционированием проволочной навивкой обусловлен дефицитом статического давления в области за навивкой у поверхности стержня, а высокая интенсивность молекулярно-турбулентного обмена в тесных пучках объясняется возникновением вторичных течений в ячейках. Обмен теплом между ячейками за счет теплопроводности твэлов определяется параметром теплового моделирования твэлов для первой гармоники. Воздействие проволочной навивки на поток может моделироваться периодически изменяющимся гидравлическим сопротивлением поперечному потоку теплоносителя. Обоснована интегральная модель конвективного межканального обмена в ТВС с дистанционирующей проволочной навивкой. Учет центробежного эффекта и расчет коэффициентов межканального обмена с учетом локального распределения параметров позволяет уточнить теплогидравлические характеристики в формоизмененных пучках. Для характерных параметров ТВС быстрых реакторов (Pe ≥ 50; S/d ≥ 1,1; h/d ≤ 30; ε1 < 1) преобладающим является конвективный межканальный обмен вследствие дистанционирования твэлов проволочной навивкой. Для высокотеплопроводных композиций топлива существенный вклад в межканальный обмен теплом может вносить обмен за счет теплопроводности твэлов. При малом расходе теплоносителя (Ре < 50) увеличивается вклад молекулярно-турбулентного обмена и обмена теплом за счет теплопроводности твэлов.

Ключевые слова
реактор на быстрых нейтронах, сборка твэлов, поканальный метод теплогидравлического расчета, межканальный обмен, эксперимент, расчетное моделирование, жидкие металлы, молекулярный, турбулентный, конвективный, масса, импульс, энергия, скорость, давление, температура, коэффициент неэквивалентности переноса, деформация решетки, проволочная навивка

Полная версия статьи (PDF)

Список литературы

УДК 621.039.526:621.039.54

Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2020, выпуск 2, 2:11