ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ
ВАНТ. Серия: Ядерно-реакторные константы

Расширенное продолжение серии: Ядерные константы c 1971 года

English (UK)

ISSN 2414-1038 (online)

ОБОБЩЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕПЛООБМЕНА В ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ СБОРКАХ БЫСТРЫХ РЕАКТОРОВ

EDN: YRPRRO

Авторы

Сорокин А.П.1, Сорокин Г.А.2, Кузина Ю.А.1, Денисова Н.А.1

Организация

1 Акционерное общество «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия
2 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)», Москва, Россия

Сорокин А.П.1 – главный научный сотрудник, доктор технических наук. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, д. 1. Тел.: +7 (484) 399-70-00 (доб. 84-47); e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Кузина Ю.А.1 – начальник отделения ядерной энергетики, кандидат технических наук.
Денисова Н.А.1 – ведущий инженер.
Сорокин Г.А.2 – кандидат технических наук.

Аннотация

Современные требования к обоснованию работоспособности элементов активной зоны реакторов на быстрых нейтронах требуют определения не только уровня максимальной температуры оболочки твэлов, но и существенно большей детализации в распределении температуры по их периметру, а также распределении температуры чехла ТВС. В статье представлены развитые в АО «ГНЦ РФ – ФЭИ» методы моделирования процессов теплообмена, разработанные датчики и техника измерений непосредственно на моделях в каналах и сборках твэлов реакторов на быстрых нейтронах с щелочным и жидкометаллическими теплоносителями. Изложены и анализируются результаты экспериментальных исследований на стендах с жидкометаллическими теплоносителями теплообмена и полей температуры для ламинарного и турбулентного режимов течения для широкого диапазона геометрических параметров и расходных характеристик сборок твэлов реакторов на быстрых нейтронах. Представлены результаты исследований влияния различных факторов на теплоотдачу и температурные поля твэлов для номинальных и неноминальных условий, включая условия эксплуатации реактора в процессе кампании: влияния особенностей геометрии периферийной области сборок твэлов, деформации решетки твэлов и чехлов ТВС при отклонении геометрических параметров (допуски на изготовление и размещение твэлов, смещение, прогибы, радиационное распухании), неравномерность нейтронного потока (энерговыделения), теплообмена через чехол ТВС к протечке теплоносителя в зазорах между ТВС, различных видов дистанционирования твэлов, включая разнонаправленные навивки на твэла, и т. д. Демонстрируется эффект выравнивание температурных полей в поперечном сечении ТВС вследствие межканального тепло- и массообмена. Представлены полученные в результате обобщения экспериментальных данных зависимости для распределений температуры теплоносителя в поперечном сечении ТВС, теплообмена и азимутальной неравномерности температуры твэлов при различных геометрических условиях и режимных параметрах. Демонстрируется степень воздействия различных факторов на температурный режим в сборках твэлов. Представленные данные могут быть использованы как для обоснования температурных режимов активных зон реакторов на быстрых нейтронах, так и верификации программ теплогидравлического расчета, учитывающих влияние на температурный режим случайных (стохастических) и регулярных отклонений параметров.

Ключевые слова
быстрые реакторы, жидкие металлы, эксперимент, теплообмен, активная зона, тепловыделяющие сборки твэлов, энерговыделение, геометрические, режимные, технологические факторы, распределение параметров, кампания, деформация, радиационные эффекты, температура, подогрев теплоносителя

Полная версия статьи (PDF)

Список литературы

536.24:621.039.524.4:621.039.58

Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2026, выпуск 1, с. 181–230