DOI: 10.55176/2414-1038-2021-2-236-255
Авторы
Кузина Ю.А., Арнольдов М.Н., Орлов Ю.И., Сорокин А.П.
Организация
АО «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия
Кузина Ю.А. – заместитель генерального директора — директор отделения ядерной энергетики, кандидат технических наук. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, 1. Тел.: +7 (484) 399-86-63, e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Арнольдов М.Н. – главный научный сотрудник, отделение ядерной энергетики, доктор технических наук, профессор.
Орлов Ю.И. – главный научный сотрудник, отделение ядерной энергетики, доктор технических наук, профессор.
Сорокин А.П. – главный научный сотрудник, отделение ядерной энергетики, доктор технических наук.
Аннотация
В статье изложены основные результаты деятельности коллектива теплофизиков ФЭИ от его зарождения по настоящее время по тепло- и массопереносу и гидродинамике теплоносителей (жидкие металлы, вода), физической химии и технологии жидкометаллических теплоносителей для ЯЭУ различного назначения (АЭС, АПЛ, космические ЯЭУ), разработке кодов, инновационным проектам, неядерным технологиям использования жидких металлов, тепловым трубам, анализу и обобщению теплофизических данных. В результате большого комплекса экспериментальных и расчетных исследований изучены фундаментальные физико-химические и теплогидравлические закономерности системы теплоноситель — примеси — конструкционные материалы — защитный газ, созданы научные основы применения жидкометаллических теплоносителей в ядерной энергетике. Выполнены исследования в обоснование технико-экономических характеристик ядерного топлива для действующих, строящихся и перспективных АЭС РУ ВВЭР, проектных решений пассивной безопасности, технических решений и устройств водородной безопасности, теплоотвода от реактора через парогенератор и СПОТ при запроектных авариях, а также проектных решений и безопасности по проектам АЭС с РУ БН-1200 с натриевым теплоносителем, РУ БРЕСТ-ОД-300 со свинцовым теплоносителем, РУ СВБР-100 со свинцово-висмутовым сплавом, исследовательского реактора МБИР. Результаты этих исследований позволили совместно с институтами и конструкторскими организациями, научно обосновать теплогидравлические параметры и высокоэффективные технологические процессы, разработать и практически реализовать аппараты и системы, обеспечившие успешную эксплуатацию принципиально новых ядерных энергетических установок, охлаждаемых водой и жидкими металлами, с оригинальными научно-техническими решениями, не имевшими аналога в мировой практике. Выполнены НИОКР в обоснование инновационного проекта ВВЭР-СКД, концепции электроядерного подкритического бланкета на модульном принципе построения активной зоны с жидкосолевыми расплавами делящихся материалов, исследования теплогидравлики, массопереноса высокотемпературного натрия и разработка комбинированной системы очистки теплоносителя в обоснование РУ БН-ВТ с температурой натрия ~900 °С для производства водорода. Обсуждаются направления теплофизических исследований на современном этапе.
Ключевые слова
атомная энергетика, быстрые реакторы, легководные реакторы, теплофизические исследо-вания, экспериментальные стенды, расчетные коды, теплогидравлика, технология жидкоме-таллических теплоносителей, инновационные проекты
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
- 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.
- Кузина Ю.А., Сорокин А.П. Теплофизика щелочных жидких металлов. Часть 1: теплогидравлика и безопасность (ретроспективно-перспективный взгляд). Вопросы Атомной Науки и Техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2019, № 3, c. 210–232. Доступно на: https://vant.ippe.ru/year2019/3/thermal-physics-hydrodynamics/1765-19.html (дата обращения 26.04.2021).
- Кузина Ю.А., Сорокин А.П. Теплофизика щелочных жидких металлов. Часть 2: технология и инновационные приложения (ретроспективно-перспективный взгляд). Вопросы Атомной Науки и Техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2019, № 3, с. 233–251. Доступно на: https://vant.ippe.ru/year2019/3/thermal-physics-hydrodynamics/1766-20.html (дата обращения 26.04.2021).
- 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.
- Сорокин А.П., Кузина Ю.А., Труфанов А.А., Лощинин В.М., Левченко Ю.Д., Морозов А.В. Актуальные проблемы теплофизики легководных реакторов нового поколения: результаты комплексных исследований. Теплоэнергетика, 2019, № 4, с. 1–9.
- Материалы по истории работ по теплофизике в Физико-энергетическом институте. Обнинск: ГНЦ РФ – ФЭИ, 2014. 176 с.
- Першуков В.А., Архангельский Н.В., Кононов О.Е., Сорокин А.П. Теплофизическая стендовая база атомной энергетики России и Казахстана. Саров: ФГУП «РФЯЦ-ВННИИЭФ», 2016. 160 с.
- Сорокин А.П., Кузина Ю.А. Физическое моделирование процессов гидродинамики и теплообмена в ЯЭУ с жидкометаллическими теплоносителями. Теплоэнергетика, 2019, № 8, с. 1–9.
- LMFR core and heat exchanger thermohydraulic design: Former USSR and present Russian approaches. Vienna, IAEA, 1999. 305 p. IAEA-TECDOC-1060.
- Рачков В.И., Сорокин А.П., Жуков А.В. Теплогидравлические исследования жидкометаллических теплоносителей в ядерных энергетических установках. Теплофизика высоких температур, 2017, т. 56, № 1, с. 121–136.
- Габрианович Б.Н., Дельнов В.Н. Особенности гидродинамики проточных частей коллекторных систем теплообменников и реакторов ЯЭУ. Саров: ФГУП «РФЯЦ-ВННИИЭФ», 2016.
- Сорокин А.П., Кузина Ю.А., Иванов Е.Ф. Особенности теплообмена при кипении жидкого металла в аварийных режимах в ТВС быстрых реакторов. Атомная энергия, 2019, т. 126, вып. 2, с. 69–76.
- Фролов К.В., Махутов Н.А., Каплунов С.М., Смирнов Л.В., Федотовский В.С. и др. Динамика конструкций гидроаэроупругих систем. М.: Наука, 2002. 396 c.
- Козлов Ф.А., Сорокин А.П., Коновалов М.А. Системы очистки натрия АЭС с реакторами на быстрых нейтронах (ретроспективно-перспективный взгляд). Известия вузов. Ядерная энергетика, 2015, № 3, с. 5–19.
- Асхадуллин Р.Ш., Гулевский В.А., Иванов К.Д., Легких А.Ю., Мельников В.П., Орлов Ю.И., Посаженников А.М., Ульянов В.В., Ягодкин И.В. Анализ современного состояния работ по технологии тяжелых жидкометаллических теплоносителей (Pb, Pb-Bi). Обнинск: ГНЦ РФ – ФЭИ, 2019, с. 95–104.
- Грабежная В.А., Калякин С.Г., Михеев А.С., Сорокин А.П. Испытания модели парогенератора с витыми трубами, обогреваемыми свинцом. Теплоэнергетика, 2014, № 11, с. 9–15.
- Кузнецов И.А., Поплавский В.М. Безопасность АЭС с реакторами на быстрых нейтронах. М.: ИздАТ, 2012. 631 c.
- 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, т. 116, вып. 4, с. 194–204.
- Сорокин А.П., Кириллов П.Л., Кузина Ю.А., Грабежная В.А., Лощинин В.М. Исследования теплообмена в пучках твэлов при сверхкритическом давлении воды. Вопросы Атомной Науки и Техники. Серия: Физика реактора, 2020, № 2, с. 78–90.
- Рачков В.И., Мартынов П.Н., Асхадуллин Р.Ш., Григоров В.В., Логинов Н.И., Мельников В.П., Михеев А.С., Портяной А.Г., Сердунь Е.Н., Сорокин А.П., Стороженко А.Н., Ульянов В.В., Ягодкин И.В. Инновационные технологии, развиваемые в ГНЦ РФ – ФЭИ. Известия вузов. Ядерная энергетика, 2014, № 1, c. 16–38.
УДК 536.24+621.039.553.34
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2021, выпуск 2, 2:16
