DOI: 10.55176/2414-1038-2021-2-218-235
Авторы
Грабежная В.А., Михеев А.С., Алехин А.В., Крюков А.Е., Тихомиров А.А.
Организация
АО «Государственный научный центр Российской Федерации – 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.: +7 (484) 399-86-86; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Михеев А.С. – старший научный сотрудник.
Крюков А.Е. – ведущий инженер-теплофизик.
Алехин А.В. – ведущий инженер-системотехник.
Тихомиров А.А. – инженер-исследователь 1 категории.
Аннотация
В НИКИЭТ разрабатывается проект реакторной установки (РУ) БРЕСТ-ОД-300 с реактором на быстрых нейтронах и свинцовым теплоносителем в первом контуре. В качестве парогенератора (ПГ) рассматривается вариант парогенератора бухтового исполнения с витыми трубами с водой докритического давления во втором контуре. Для обоснования проектных характеристик теплоносителя второго контура в ГНЦ РФ – ФЭИ на стенде СПРУТ были проведены теплогидравлические испытания различных моделей ПГ. Первоначально проводились испытания модели витого парогенератора, состоящей из двух трехтрубных модулей с продольным обтеканием свинцом трехтрубного пучка витых труб. Показано влияние режимных параметров на теплогидравлические характеристики и гидродинамическую устойчивость в случае работы одного модуля, а также при совместной работе двух моделей в исследованном диапазоне режимных параметров. На втором этапе были проведены испытания фрагментной модели штатного парогенератора при обтекании свинцом 18 теплообменных труб. В многотрубной модели имело место опускное движение греющего теплоносителя с обтеканием пучка теплообменных труб, близким к поперечному обтеканию. Были получены данные о гидродинамической устойчивости парогенерирующих труб и всей модели в целом при работе во всем диапазоне изменения режимных параметров, необходимые для создания банка данных и дальнейшей верификации расчетных кодов, описывающих происходящие теплогидравлические процессы. При проведении испытаний в обеих моделях ПГ отсутствовали какие-либо шумы, свойственные неустойчивым режимам работы контура. Не обнаружено пульсаций температуры воды и пара соответственно во входном и выходном коллекторах. При высоких температурах свинца температура перегретого пара всегда была близка к входной температуре свинца.
Выполнен цикл работ, посвященный изучению теплоотдачи со стороны свинцового теплоносителя при поперечном обтекании пакета теплообменных труб в режимах нормального теплообмена и с замораживанием свинца. Были проведены исследования по влиянию концентрации кислорода в свинце на теплоотдачу в режимах нормального теплообмена.
Ключевые слова
парогенератор, свинец, вода, витой канал, пучок теплообменных труб, модель, теплогидравлическая устойчивость, продольное течение, поперечное течение, теплопередача, базовый кислородный режим, свинец на линии насыщения по кислороду, замораживание свинца
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
- Gabaraev B.A., Filin A.I. Development of a BREST-OD-300 NPP with an on-site fuel cycle for the Beloyarsk NPP implementation of the initiative by Russian President V.V. Putin. Proc. 11th Intern. Conf. Nucl. Eng. Tokyo, Japan, 2003, paper ICONE11-36410 (CD).
- Рассохин Н.Г. Парогенераторные установки атомных электростанций. М.: Энергоатомиздат, 1987. 384 c.
- Кокорев Б.В., Фарафонов В.А. Парогенераторы ядерных энергетических установок с жидкометаллическим охлаждением. М.: Энергоатомиздат, 1990. 263 c.
- Грачев Н.С., Кириллов П.Л., Мартынов П.Н. Парогенераторы с прямым контактом между жидким металлом и водой. Труды конференции «Тяжелые жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях». Обнинск, 1999, т. 2, с. 799–806.
- Грабежная В.А., Михеев А.С. Экспериментальное исследование теплогидравлики витого парогенерирующего канала, обогреваемого свинцовым теплоносителем при продольном и поперечном течении. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2019, вып. 1, с. 133–143. Доступно на: https://vant.ippe.ru/year2019/1/thermal-physics-hydrodynamics/1667-11.html (дата обращения: 05.05.2021).
- Грабежная В.А., Михеев А.С., Штейн Ю.Ю. Испытания модели парогенератора БРЕСТ на стенде СПРУТ. Научно-технический сборник «Итоги научно-технической деятельности Института ядерных реакторов и теплофизики за 2011 год». Обнинск, ГНЦ РФ – ФЭИ, 2012. С. 227–235.
- Грабежная В.А., Михеев А.С. Теплогидравлические испытания многотрубной модели парогенератора в режиме частичных параметров. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2017, вып. 3, с. 177–186. Доступно на: https://vant.ippe.ru/year2017/3/thermal-physics-hydrodynamics/1384-15.html (дата обращения: 05.05.2021).
- Грабежная В.А., Михеев А.С., Штейн Ю.Ю., Семченков А.А. Испытания трехтрубной секции модели парогенератора БРЕСТ. Труды научно-технической конференции «Теплофизические экспериментальные и расчетно-теоретические исследования в обоснование характеристик и безопасности ядерных реакторов на быстрых нейтронах (Теплофизика-2012)». Обнинск, 2013, т. 1, с. 100–109.
- Грабежная В.А., Михеев А.С., Крюков А.Е. Испытания модели парогенератора БРЕСТ при работе на частичных и пусковых режимах. Научно-технический сборник «Итоги научно-технической деятельности Института ядерных реакторов и теплофизики за 2012 год». Обнинск, ГНЦ РФ – ФЭИ, 2013. С. 131–142.
- Грабежная В.А., Михеев А.С., Березин А.Н. О влиянии давления на работу модели витого парогенератора, обогреваемого тяжелым теплоносителем. Труды шестой Российской национальной конференции по теплообмену (РНКТ-6). Москва, 2014, доклад № 224. (CD).
- Грабежная В.А., Крюков А.Е., Михеев А.С., Штейн Ю.Ю. Некоторые результаты исследования модели витого парогенератора, обогреваемого свинцом. Труды четвертой конференции «Тяжелые жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях (ТЖМТ-2013)». Обнинск, 2014, т. 1, с. 139–152.
- Калякин С.Г., Грачев Н.С., Грабежная В.А., Вахрушин М.П., Неевин В.С., Шварц А.Л., Колбасников А.В. Экспериментальное исследование теплообмена в жидком металле в обоснование парогенератора установки РУ БРЕСТ-ОД-300. Труды третьей Российской конференции по теплообмену (РНКТ-3). Москва, 2002, т. 2, с. 159–162.
- Shcherbakov S.I. Numerical simulation of nonsteady-state multiphase flow. The 2D TURBO-FLOW computer code used to perform express analysis of designs. Proc. 11 Int. Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics NURETH-11. Avignon, France, 2005, p. 238.
- Калякин С.Г., Грабежная В.А. Экспериментальное исследование теплообмена в жидком металле при поперечном обтекании пучка труб в обоснование парогенератора РУ БРЕСТ-ОД-300. Труды четвертой Российской конференции по теплообмену (РНКТ-4). Москва, 2006, т. 2, с. 128–131.
- Грабежная В.А., Михеев А.С. Влияние содержания кислорода на теплообмен при поперечном обтекании парогенерирующих труб тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. Атомная энергия, 2019, т. 127, вып. 4, с. 191–198. Доступно на: https://j-atomicenergy.ru/index.php/ae/
article/view/2926 (дата обращения: 30.11.2020).
- Грабежная В.А., Михеев А.С., Крюков А.Е. О влиянии содержания кислорода на теплообмен при поперечном обтекании парогенерирующих труб в режимах нормального теплообмена и с замораживанием свинца. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы. 2020, вып. 3, с. 135–147. Доступно на: https://vant.ippe.ru/images/pdf/2020/issue2020-3-135-147.pdf (дата обращения: 05.05.2020).
- Парфенов А.С., Михеев А.С., Грабежная В.А., Щербаков С.И. Экспериментальное исследование теплообмена при поперечном обтекании свинцом пучка парогенерирующих труб. Труды научно-технической конференции «Теплофизика реакторов на быстрых нейтронах (Теплофизика-2013)». Обнинск, 2014, т. 1, с. 294–299.
- Безносов А.В., Новожилова О.О., Савинов С.Ю., Молодцов А.А. Экспериментальные исследования характеристик теплообмена на «горячей» и «холодной» поверхностях одновременно при введении в контур свинцового теплоносителя примесей и очистки от них. Труды межведомственного семинара «Тепломассоперенос и свойства жидких металлов (Теплофизика-2007)». Обнинск, 2008, с. 276–285.
УДК 524.4:621.39.58
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2021, выпуск 2, 2:15
