DOI: 10.55176/2414-1038-2021-3-136-142
Авторы
Перевезенцев В.В.
Организация
Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет), Москва, Россия
Перевезенцев В.В. – доцент, доктор технических наук, профессор кафедры «Ядерные реакторы и установки». Контакты: 105005. Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1. Teл.: (499) 263-60-73; e-mail:
Аннотация
В статье приведены результаты экспериментальных исследований процессов гидродинамического возбуждения вибраций пучков тепловыделяющих элементов (твэлов) ТВС ВВЭР-440 с использованием полномасштабного макета со свинцовыми имитаторами топливных таблеток. Показано, что скорость турбулентного потока в пучке твэлов не может служить единственной гидродинамической характеристикой, определяющей вибрационные характеристики пучков твэлов. Наличие возмущающих поток различных элементов тракта подвода теплоносителя к пучку твэлов существенным образом влияет на интенсивность их вибраций. Осредненные и пульсационные характеристики потока теплоносителя и, в первую очередь, неравномерность распределения осредненных скоростей, уровни и частотный состав пульсаций скоростей, определяют трехмерную вихревую структуру потока, воздействующего на обтекаемые поверхности. От структуры течения внутри ТВС, в свою очередь, зависят гидродинамические нагрузки на продольно обтекаемые пучки твэлов. Разработана энергетическая модель баланса подводимой к пучку твэлов пульсационной энергии турбулентного потока и расходуемой механической энергии колебаний (вибраций) пучка твэлов. На базе предложенной модели установлена функциональная связь интенсивности вибраций пучка твэлов с уровнями пульсаций давления в турбулентном потоке теплоносителя на входе в пучок твэлов. Вопросам моделирования ТВС как механической колебательной системы уделялось значительное внимание. При этом широкое распространение получили конечно-элементные методы, как наиболее универсальные для дискретизации пространственных континуальных систем. Однако анализ гидродинамически возбуждаемых вибраций невозможен без описания процессов взаимодействия потока с обтекаемыми поверхностями механической колебательной системы. Такая информация в большинстве случаев может быть получена только на базе экспериментальных исследований.
Ключевые слова
тепловыделяющая сборка (ТВС) ВВЭР, гидродинамическое возбуждение вибраций, пульсации давления, гидродинамические нагрузки, структура потока на входе в ТВС
УДК 621.039.546.8
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2021, выпуск 3, 3:10