EDN: EWRUVO
Авторы
Алексеев П.А., Пышко А.П., Ружников В.А., Иванов А.С.
Организация
Акционерное общество «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия
Алексеев П.А. – старший научный сотрудник, кандидат технических наук. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, д. 1. Тел.: (484) 399-70-00 (доб. 41-61); e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Пышко А.П. – начальник департамента, кандидат физико-математических наук.
Ружников В.А. – ведущий научный сотрудник, кандидат технических наук.
Иванов А.С. – инженер-исследователь.
Аннотация
В статье приводится краткое описание и результаты расчетов, проведенных по модифицированной версии программы TFEDM22. TFEDM22 разработан для оценки теплоэлектрофизических характеристик (ТЭХ) электрогенерирующего канала (ЭГК) термоэмиссионного реактора-преобразователя. В TFEDM22 наряду с традиционными задачами по переносу тепла реализована передача тепла за счет тока термоэмиссии, что делает этот код уникальным.
Модификация TFEDM22 заключалась в реализации возможности использования поточечного распределения энерговыделения по высоте ЭГК, непосредственно получаемого из нейтронно-физического расчета. В немодифицированном коде TFEDM22 применяется восстановление распределения энерговыделения по высоте реактора по функции косинуса с применением величины kz.
Необходимость такой модификации продиктована применением средств выравнивания энерговыделения по высоте реактора, приводящим к значительным отклонениям формы распределения энерговыделения от формы функции косинуса.
Результаты проведенных сравнительных расчетов показывают, что при применении восстановления распределения энерговыделения по функции косинуса значения электрической мощности могут быть завышены от 2 до 25 %.
Данная модификация позволила создать программу для выбора длин электрогенерирующих элементов (ЭГЭ), соединить программы нейтронно-физического и теплоэлектрофизического расчетов и оптимизационные алгоритмы. В качестве метода оптимизации применялся генетический алгоритм, хорошо показавший себя при решении задач оптимизации активной зоны и радиационной защиты термоэмиссионной ядерной энергетической установки.
Проведенные расчеты показали, что разработанный оптимизационный код позволяет находить решения не хуже применяемого способа. Кроме того, поскольку весь процесс автоматизирован, то время, затраченное на нахождение такого решения, меньше.
Ключевые слова
теплоэлектрофизический расчет, форма распределение энерговыделения, геометрическая оптимизация ЭГК, генетический алгоритм
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
- Куландин А.А., Тимашев С.В., Атамасов В.Д., Борзилов Б.М., Герасименко П.В., Сырцов Л.А. Основы теории, конструкции и эксплуатации космических ЯЭУ. Л.: Энергоатомиздат, 1987. 328 с.
- Ушаков Б.А., Никитин В.Д., Емельянов И.Я. Основы термоэмиссионного преобразования энергии. М.: Атомиздат, 1974. 288 с.
- Кузнецов В.А. Ядерные реакторы космических энергетических установок. М., Атомиздат, 1977. 240 c.
- Ярыгин В.И., Ионкин В.И., Купцов Г.А., Овчаренко М.К., Ружников В.А., Пышко А.П., Михеев А.С., Ярыгин Д.В., Евтихин В.А., Богуш И.П., Люблинский И.Е., Чуманов А.Н. Космические термоэмиссионные ЯЭУ нового поколения с вынесенным из активной зоны реактора электрогенерирующими системами. Атомная энергия, 2000, т. 89, вып. 1, с. 22–34.
- Ружников В.А., Дмитриев В.М. Численный метод совместного решения тепловой и электрической задач для термоэмиссионного ЭГК: Препринт ФЭИ-774. Обнинск: ФЭИ, 1977. 19 с.
- Синявский В.В. Методы и средства экспериментальных исследований и реакторных испытаний термоэмиссионных сборок. М.: Энергоатомиздат, 2000. 375 с.
- Using GNU Fortran. Доступно на: https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gfortran.pdf (дата обращения 20.01.2025).
- Ружников В.А., Алексеев П.А. TFEDM22. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2022666305 от 30.08.2022, Бюл. № 9.
- Ярыгин В.И., Ружников В.А., Синявский В.В. Космические и наземные ядерные энергетические установки прямого преобразования энергии: Монография. М: НИЯУ МИФИ, 2016. 364 c.
- Ружников В.А. Методы расчета тепловых и электрических характеристик систем прямого преобразования энергии. Ч. 1. Термоэмиссионный электрогенерирующий канал ЭГК: учебное пособие. Обнинск: ФЭИ, 2001. 25 с.
- Бартоломей Г.Г., Бать Г.А., Байбаков В.Д., Алтухов М.С. Основы теории и методы расчета ядерных энергетических установок: Учеб. пособие для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1989. 512 с.
- Дмитриев В.М., Ружников В.А. Оптимизация геометрического профилирования в термоэмиссионных электрогенерирующих каналах. Препринт ФЭИ-704. Обнинск: ФЭИ, 1976. 20 с.
- Гладков Л.А., Курейчик В.В., Курейчик В.М. Генетические алгоритмы. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2010. 368 с.
- Алексеев П.А. Поиск оптимальной схемы расположения ЭГК в активной зоне термоэмиссионного реактора-преобразователя космического назначения. Известия вузов. Ядерная энергетика, 2011, № 2, с. 51–60.
- Алексеев П.А., Кротов А.Д., Кухарчук О.Ф., Пышко А.П., Ярыгин В.И. Обзор программных комплексов и результатов расчетно-экспериментальных исследований и оптимизации характеристик систем с термоэмиссионным преобразованием энергии. Космическая техника и технологии, 2020, № 3 (30), с. 114–128. DOI: 10.33950/spacetech-2308-7625-2020-3-114-128.
УДК 621.039.578:629.7
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2025, № 1, c. 56–63
