EDN: XGYDCE
Авторы
Диденко Д.В.1, Балуев Д.Е.1, Никаноров О.Л.1, Рогожкин С.А.1, Лубина А.С.2, Седов А.А.2, Фролов А.А.2
Организация
1 Акционерное общество «Опытное конструкторское бюро машиностроения имени И.И. Африкантова», Нижний Новгород, Россия
2 Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», Москва, Россия
Диденко Д.В.1 – инженер-конструктор. Контакты: 603074, Нижегородская обл., Н. Новгород, Бурнаковский проезд, д. 15. Тел.: (831) 246-94-03 (доб. 44-13); e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Балуев Д.Е.1 – ведущий инженер-конструктор.
Никаноров О.Л.1 – начальник бюро, кандидат технических наук.
Рогожкин С.А.1 – начальник отдела, кандидат технических наук.
Лубина А.С.2 – старший научный сотрудник.
Седов А.А.2 – заместитель руководитель отделения.
Фролов А.А.2 – начальник лаборатории, кандидат технических наук.
Аннотация
Выполнены кроссверификационные теплогидравлические расчёты колонны активной зоны высокотемпературного газоохлаждаемого реактора по четырём программам для ЭВМ: FlowVision, ANSYS CFX, ANSYS Fluent и ANSYS Mechanical APDL.
Разработаны расчётные модели в программах для ЭВМ, включающие в себя основные компоненты активной зоны, такие как графитовые гексагональные призматические тепловыделяющие элементы с твэлами и каналами для прохода теплоносителя, верхний и нижний отражатели, а также верхнее ограничительное устройство.
Моделирование течения и теплообмена теплоносителя в проточной части колонны тепловыделяющих элементов активной зоны выполнялось в рамках модели турбулентного течения газа с учётом сопряжённого теплообмена с графитовым блоком и твэлами.
В статье представлены постановка задачи кроссверификации, краткое описание конструкции активной зоны и расчётных моделей, особенности используемых программ для ЭВМ, а также сравнение полученных результатов расчётов, а именно: температур компонентов активной зоны и подогревов теплоносителя, а также распределений расходов и перепадов давления теплоносителя по высоте колонн. Также выполнено сравнение неравномерностей подогрева теплоносителя в каналах охлаждения и температурные неравномерности в твэлах.
Ключевые слова
высокотемпературный газоохлаждаемый реактор, гелий, активная зона, вычислительная аэрогидродинамика, CFD, теплообмен, графит, кроссверификация, FlowVision, ANSYS
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
- Энергетическая стратегия Российской Федерации на период до 2035 года, утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 9 июня 2020 г. № 1523-р.
- Концепция развития водородной энергетики в Российской Федерации, утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 5 августа 2021 г. № 2162-р.
- Фатеев С.А., Петрунин В.В., Кодочигов Г.Н. и др. Развитие технологий атомно-водородной энергетики в Госкорпорации «Росатом». Атомная энергия, 2022, т. 133, вып. 5–6, с. 243–250.
- Абросимов Н.Г., Кодочигов Н.Г., Кузнецов Л.Е., Петрунин В.В., Пономарев-Степной Н.Н., Сухарев Ю.П. ВТГР – новые перспективы ядерной энергетики. Атомная энергия, 2020, т. 129, вып. 1, с. 51–53.
- Диденко Д.В., Балуев Д.Е., Маров И.В., Никаноров О.Л., Рогожкин С.А., Сорокин С.Е. Расчетное моделирование теплофизических процессов в высокотемпературном газоохлаждаемом реакторе. Компьютерные исследования и моделирование, 2023, № 4, т. 15, с. 895–906. DOI: 10.20537/2076-7633-2023-15-4-895-906.
- Руководство пользователя программного комплекса FlowVision. Доступно на: https://flowvision.ru/ru/support-menu-header-ru/download-ru/ (дата обращения 11.11.2025).
- CAE EXPERT. Интегратор технологий ANSYS в России и странах СНГ. Ansys CFX. Доступно на: https://cae-expert.ru/product/ansys-cfx (дата обращения 11.11.2025).
- CAE EXPERT. Интегратор технологий ANSYS в России и странах СНГ. Ansys Fluent Доступно на: https://cae-expert.ru/product/ansys-fluent (дата обращения 11.11.2025).
- CAE EXPERT. Интегратор технологий ANSYS в России и странах СНГ. Доступно на: https://cae-expert.ru/ (дата обращения 11.11.2025).
- Программа для ЭВМ FlowVision. Аттестационный паспорт № 591 от 20.12.2023.
- Бедениг Д. Газоохлаждаемые высокотемпературные реакторы. Пер. с нем.; под ред. Ю.И. Митяева. М.: Атомиздат, 1975. 224 с.
- Кодочигов Н.Г., Абросимов Н.Г., Афанасьев В.Н. и др. Ядерные энергетические установки с высокотемпературными модульными газоохлаждаемыми реакторами. Под общей ред. В.В. Петрунина. Нижний Новгород: Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева, 2017. 745 с.
- Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1984. 152 с.
- Wilcox D.C. Turbulence modeling for CFD. DCW Industries, Inc., 1994. 460 p.
- Menter F.R. Two-Equation Eddy-Viscosity Turbulence Models for Engineering Applications. AIAA Journal, August 1994, vol. 32(8), p. 1598.
УДК 621.039.513:621.039.52.034.3
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2025, № 4, c. 250–259
