EDN: VRNWUZ
Авторы
Смирнов А.М., Морозов А.В.
Организация
Акционерное общество «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия
Смирнов А.М. – инженер. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, 1. Тел.: (484) 399-70-00 (доб. 43-19); e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Морозов А.В. – ведущий научный сотрудник, доктор технических наук.
Аннотация
Увеличение экспорта отечественных ядерных технологий в другие страны – одна из основных стратегических целей развития Госкорпорации «Росатом». Очевидно, что для дальнейшего развития в этом направлении целесообразно стремиться к уменьшению капитальных затрат на сооружение главного экспортного продукта ГК «Росатом» – АЭС с реактором ВВЭР-1200. Это становится особенно актуальным в связи с интенсивным ростом конкуренции на рынке атомных технологий, наблюдаемым в последние годы. Одним из путей улучшения экономических характеристик энергоблока является уменьшение стоимости пассивных систем безопасности при сохранении их проектных функций. В работе предложен способ оптимизации системы пассивного отвода тепла (СПОТ) реактора ВВЭР-1200, который заключается в сокращении площади поверхности воздушных теплообменников при одновременном использовании мелкодисперсного водного аэрозоля для интенсификации процесса теплоотвода с целью обеспечения мощностных характеристик, заложенных в проекте. В рамках более детального изучения предложенного способа оптимизации было проведено численное CFD-моделирование охлаждения водным аэрозолем теплообменной трубки системы пассивного отвода тепла в программном комплексе Ansys. Были получены значения основных параметров теплоотдачи при использовании водного аэрозоля с различными характеристиками. Кроме того, был проведен сравнительный анализ полученных данных с аналогичными результатами при охлаждении теплообменной трубки сухим воздухом с целью обоснования целесообразности применения аэрозольного охлаждения.
Ключевые слова
ВВЭР, система пассивного отвода тепла (СПОТ), оптимизация, теплообменник, водный аэрозоль, сухой воздух, коэффициент усиления теплоотдачи, численное моделирование, теплоотдача, массовая доля воды, средний диаметр капель, скорость движения потока
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
- Morozov A.V., Remizov O.V. An experimental substantiation of the design functions imposed on the additional system for passively flooding the core of a VVER reactor. Thermal Engineering, 2012, vol. 59, no. 5, pp. 365–370.
- Безлепкин В.В., Семашко С.Е., Солодовников А.С., Соболев А.Н. Концепция безопасности АЭС-2006 для площадки ЛАЭС-2. Основные результаты ВАБ. Сборник трудов 6-й МНТК «Безопасность, эффективность и экономика атомной энергетики». Москва, 2008, c. 962–965.
- Remizov O.V., Morozov A.V., Tsyganok A.A., Kalyakin D.S., Berkovich V.M., Peresadko V.G., Taranov G.S. Experimental study on Novovoronezh NPP-2 steam generator moc condensation power in the event of the beyond design basis accident. Proc. of the International Congress on Advances in Nuclear Power Plants 2010, ICAPP 2010. SanDiego, CA, 2010, pp. 186–192.
- Полуничев В.И., Шумайлов Г.П., Вешняков К.Б., Горбунов П.А. Расчетные и экспериментальные исследования регулирующего устройства системы пассивного отвода тепла АЭС нового поколения. Сборник трудов 4-й МНТК «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР». Подольск, 2005.
- Морозов А.В., Ремизов О.В. Современные разработки систем пассивного отвода тепла водоохлаждаемых реакторов. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика ядерных реакторов, 2013, вып. 2, c. 61–78.
- Efanov A.D., Kalyakin S.G., Morozov A.V., Remizov O.V., Tsyganok A.A., Generalov V.N., Berkovich V.M., Taranov G.S. Investigation of operation of VVER steam generator in condensation mode at the large-scale test rig. Proc. of the 16th International Conference on Nuclear Engineering, 2008, ICONE16. Orlando, FL, 2008, pp. 793–799.
- Морозов А.В., Шлепкин А.С., Калякин Д.С., Сошкина А.С. Исследование работы модели парогенератора ВВЭР в конденсационном режиме при различных параметрах аварийного процесса. Теплоэнергетика, 2017, № 5, c. 16–23.
- Григорьев М.М., Плаксеев А.А., Подпорина Н.А. Мощностные характеристики системы пассивного отвода тепла АЭС с ВВЭР-1000 в зависимости от параметров среды в парогенераторе. Сборник тезисов докладов 6-го международного семинара по горизонтальным парогенераторам. Подольск, 2004, с. 55–56.
- Смирнов А.М., Морозов А.В. Анализ влияния различных параметров на эффективность использования водного аэрозоля для охлаждения воздушных теплообменников СПОТ ВВЭР. Вопросы атомной науки и техники. Серия: ядерно-реакторные константы, 2023, вып. 3, c. 254–264.
- Смирнов А.М., Морозов А.В. Численное моделирование охлаждения водным аэрозолем теплообменной трубки системы пассивного отвода тепла ВВЭР. Тезисы докладов XVI международной конференции «Безопасность АЭС и подготовка кадров». Обнинск, 2023, с. 79–80.
- Huijun Mao, Qinglin Meng, Zhichao Liu, Shixiao Wang, Junsong Wang. A comprehensive evaluation of water spray system on transparent roof towards optimal operation schedule. Building and Environment, 2023, vol. 242, 110590.
- Bian Q., Wang J., Chen Y., Wang Q., Zeng M. Numerical investigation of mist/air impingement cooling on ribbed blade leading-edge surface. Journal of Environmental Management, 2017, vol. 203, pp. 1062–1071.
- Zengli Wang, Qizhen Yuan, Hongyang Zhou, Jun Wang, Maofei Geng. Research on heat and mass transfer characteristics of water-sprayed single-screw vapor compressor. Applied Thermal Engineering, 2023, vol. 230, Part B, 120811.
- Schmidt J.B., Tenzer F., Tropea C., Hussong J., Roisman I.V. Modelling of drop and spray impact in the transitional boiling regime. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2023, vol. 217, 124586.
- Elżbieta Jasiewicz, Beata Hadała, Tadeusz Kubaszek, Barbara Kościelniak, Agnieszka Cebo-Rudnicka, Kamil Dychtoń, Paweł Pędrak. The influence of MCrAlY coating application and its thickness on the heat transfer during water spray cooling. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2024, vol. 220, 124985.
- Yanzhen Wu, Bo Kong, Baohong Tong, Yiting Xiao, Guotao Zhang, Xiaolei Hu. Oblique impact of droplet on a moving film in spray cooling. European Journal of Mechanics – B/Fluids, 2023, vol. 100, рp. 21–36.
- Guoang Zhang, Zhongan Jiang, Ya Chen, Bin Yang, Ya Peng, Mingli Si, Jihe Chen, Ming Wang, Xiangdong Yang. Influence of spray parameters and thermal environments under convection heat transfer on the application of spray cooling technology in deep-buried high-temperature building tunnel. Energy and Buildings, vol. 301, 113730.
- Jiangwu Shi, Rui Zhang, Zhiqiang Zhu, Tingting Ren, Changqi Yan. A modified wall boiling model considering sliding bubbles based on the RPI wall boiling model. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2020, vol. 154, 119776.
- Zhengze Wu, Xinyuan Qian, Xuebin Peng, Yuntao Song, Wei Song, Fangzhou Song, Ping Liu. Modeling of subcooled flow boiling for hypervapotron in divertor of fusion reactor based on RPI model. Case Studies in Thermal Engineering, 2023, vol. 49, 103289.
УДК 621.039.58:536.423.4
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2024, № 4, c. 245–257
