2021, Выпуск 2

DOI: 10.55176/2414-1038-2021-2-256-267

Авторы

Грибачёва В.А., Щербаков С.И.

Организация

АО «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия

Грибачёва В.А. – инженер-исследователь.
Щербаков С.И. – старший научный сотрудник. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, 1. Тел.: +7 (910) 513-99-40; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..

Аннотация

В работе предложена конфигурация и состав оборудования системы охлаждения проектируемого импульсного реактора периодического действия (ИРПД) большой мощности. Особенности ИРПД — малое проходное сечение в активной зоне, большой подогрев теплоносителя в импульсе мощности и невозможность полезного использования тепловой энергии из-за периодического режима работы. Предложен, в качестве теплоносителя, жидкий литий и сброс тепла через воздушные теплообменники (ВТО). Ставилась цель достижения компактности и малого энергопотребления, возможность работы с частыми остановками и оптимизация работы оборудования в импульсных режимах. Для этого используются высокотемпературный ВТО с малой поверхностью теплообмена и принудительным воздушным охлаждением, контур циркуляции разделён на две части — контур реактора и контур ВТО с двумя циркуляционными насосами и общим сливным баком. Разделение контура позволяет независимо проводить операции пуска, останова и разогрева контуров в периодическом режиме. Сливной бак ограничивает состав оборудования, подвергающегося воздействию импульсов температуры. Проведены численные расчётные исследования температурного режима теплоносителя в оборудовании системы охлаждения ИРПД. Расчёты выполнены с помощью кода TURBOFLOW в двумерном приближении для всех основных элементов оборудования. Рассмотрены квазистационарные (номинальный и частичные уровни мощности) и импульсные режимы работы. Получены расчётные характеристики для принудительной и естественной циркуляции воздуха. Определены границы режимов циркуляции воздуха по условиям незамерзания теплоносителя. Полученные значения максимальных температур теплоносителя: в импульсном режиме 750 °С, в квазистационарном — 490 °С при средней мощности 15 МВт, расходе воздуха 150 м³/с и размере ВТО в плане 5×5 м, 100 панелей 1,08×0,025×5 м.

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

УДК 621.039.534

Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2021, выпуск 2, 2:17