DOI: 10.55176/2414-1038-2021-1-74-85
Авторы
Воронина А.В., Павлов С.В.
Организация
Димитровградский Инженерно-Технологический Институт – филиал Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ», Димитровград, Россия
Воронина А.В. – старший преподаватель кафедры ядерных реакторов и материалов. Контакты: 433511, Ульяновская обл., Димитровград, ул. Куйбышева, 294. Тел.: +7 (906) 392-88-97; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Павлов С.В. – доцент, доктор технических наук, заведующий базовой кафедрой при ООО НПФ «СОСНЫ».
Аннотация
Представлены инженерные формулы для расчета величины методической погрешности измерения расстояний от ультразвукового датчика до поверхности облученной ТВС ВВЭР-1000, вызванной остаточным тепловыделением сборки. Методическая погрешность возникает из-за градиента температуры воды вдоль траектории распространения ультразвуковых волн. Это обусловлено наличием естественной конвекции у поверхности ТВС, выгруженной из реактора в бассейн выдержки АЭС. В работе приведена методика расчета методической погрешности. Предполагается, что температура воды между ультразвуковым датчиком и поверхностью ТВС определяется конвективным теплообменом между ТВС и водой бассейна выдержки АЭС. Поверхность ТВС ВВЭР-1000 моделируется плоской вертикальной пластиной с равномерной плотностью теплового потока через нее. Распространение ультразвуковой волны в среде между поверхностью ТВС и ультразвуковым датчиком описывается в приближении геометрической акустики. Результаты численных расчетов по представленной методике оформлены в виде номограмм для определения координаты начала турбулентного режима, толщины пограничного слоя, температурного перепада и абсолютного значения погрешности. Инженерные формулы для расчета величины методической погрешности получены обработкой массива расчетных данных. Полученные формулы используются при разработке измерительных систем для контроля формоизменения ТВС ВВЭР-1000 в бассейнах выдержки АЭС.
Ключевые слова
тепловыделяющая сборка, естественная конвекция, ультразвуковой датчик, скорость звука, погрешность
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
1. Павлов С.В. Методология материаловедческих исследований ТВС и ТВЭЛов ВВЭР для оперативного сопровождения внедрения нового топлива на АЭС. Известия высших учебных заведений. Ядерная энергетика, 2014, № 3, c. 25–34.
2. Горбатов А.А., Рудашевский Г.Е. Акустические методы измерения расстояний и управления. М.: Энергоиздат, 1981. 207 с.
3. Павлов С.В. Неразрушающие ультразвуковые методы исследований облучённого топлива ядерных реакторов. Димитровград: ОАО «ГНЦ НИИАР», 2013. 256 с.
4. Xu Yuanhuan, Nie Yong. Distortion Measurement for Fuel Assemblies with Ultrasonic Technique. Post-Irradiation Examination and In-Pile Measurement Techniques for Water Reactor Fuels. Vienna: IAEA, 2009. IAEA-TECDOC-CD-1635.
5. Воронина А.В. Анализ эффективности, надежности и безопасности методов определения формо-изменения ТВС ВВЭР-1000 на АЭС. Труды Всероссийской молодёжной конференции «Научные исследования и технологические разработки в обеспечении развития ядерных технологий нового поколения». Димитровград: АО «ГНЦ– НИИАР», 2018. С. 62–64.
6. Дворецкий В.Г., Иванов В.Б., Глушак Н.С. Методики измерения геометрический размеров и формы чехла ТВС. Димитровград: НИИАР, 1991. 19 с.
7. Vliet G.C., Liv C.K. An Experimental Study of Turbulent Natural Convection Boundary Layers. Journal of Heat Transfer, 1969, no. 4, pp. 73–96.
8. Бражников Н.И. Ультразвуковые методы. Л.: Энергия, 1965. 248 с.
9. Павлов С.В., Шалагинова Т.М., Михайлов С.В., Прокуданов Д.Л. Исследование влияния естественной конвекции на результаты измерения геометрических характеристик твэлов и тепловыделяющих сборок ультразвуковыми методами в условиях бассейнов выдержки. Димитровград: НИИАР, 1991. 28 с.
10. Воронина А.В., Павлов С.В. Методика и программа расчета скорости звука в воде в условиях естественной конвекции у поверхности тепловыделяющих сборок ядерных реакторов. Вестник Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ», 2019, том 8, № 5, с. 465–472.
doi: 10.1134/S2304487X19050080.
11. Джалурия И. Естественная конвекция. Тепло- и массообмен. М.: Мир, 1983. 399 с.
12. Лыков А.В. Тепломассообмен: Справочник. М.: Энергия, 1978. 480 с.
УДК 621.039.548
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2021, выпуск 1, 1:8
