НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o239.Pdf (1324.78Кб)

УДК 621.039.553.2

Россия,  МГТУ им. Н.Э. Баумана

Важной задачей при создании реакторной установки для транспортно-энергетического модуля мегаваттного класса является оптимизация тракта движения теплоносителя – обеспечение умеренного гидравлического сопротивления, равномерного распределения теплоносителя.  Существенный вклад в гидравлические потери вносит вид выбранной конструкции коллекторов подвода теплоносителя.  в частности, полусферическая или полуэллиптическая форма подводящего коллектора, выбираемая для снижения его массы, приводит к образованию в подводящем коллекторе торообразного вихря, который приводит к неравномерности скорости теплоносителя на входе в активную зону, пульсациям расхода, гидравлическим потерям.
Для управления перераспределением расхода по активной зоне в соответствии с уровнем энерговыделения используются распределительные устройства – дефлекторы, устанавливаемые в полусферическом коллекторе подвода теплоносителя к тепловыделяющим элементам активной зоны газоохлаждаемого реактора.  Данное конструкционное решение оказывает влияние на структуру потока, расход в трактах охлаждения и гидравлическое сопротивление коллектора.
В работе приводятся результаты экспериментов, выполненных на газодинамической модели трактов теплоносителя, дефлекторов и активной зоны, содержащей 55 стержневых имитаторов твэлов. Выполнено численное моделирование течения в модели с использованием двухпараметрической k-ε модели турбулентности и программного комплекса ANSYS CFX v14.0. Продемонстрировано соответствие экспериментальных и расчетных результатов.
Полученные в работе результаты позволяют утверждать, что использование распределительных устройств позволяет обеспечить выравнивание расхода теплоносителя непосредственно на входе в активную зону, что при равномерном в сечении энерговыделении обеспечивает снижение уровня температур твэлов. Рассмотренные варианты конструктивного решения дефлекторов дают представление о решении задачи уменьшения гидравлических потерь в трактах теплоносителя, снижении уровня пульсационных составляющих потока в активной зоне и протяженности начального участка стабилизации течения.

1. Драгунов Ю.Г. Разработка реакторной установки для транспортно-энергетического модуля мегаваттного класса // Атомная энергия. 2012. Т. 113, № 1. С. 4-6.
2. Драгунов Ю.Г., Логинов С.А., Безруков Ю.А. Экспериментальное обоснование теплогидравлической надежности реакторов с ВВЭР. М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. 255 с.
3. Резепов В.К., Денисов В.П., Кирилюк Н.А., Драгунов Ю.Г., Рыжов С.Б. Реакторы ВВЭР-1000 для атомных электростанций. М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. 333 с.
4. Service Manual DISA Electronik a/s DK-2740 Scovlunde. DISA Information Department , 1975. 66 p .
5. Жукаускас А.А. Конвективный перенос в теплообменниках. М.: Наука, 1982. 472 с.
6. Ханжонков В.И. Аэродинамическая характеристики кольцевых струй, натекающих на экран // Промышленная аэродинамика: сб. статей ЦАГИ им. проф. Н.Е. Жуковского. Вып. 27. Струйные течения. М.: Машиностроение, 1966. С. 145-179.
7. ANSYS, Inc. ANSYS CFX-Solver Theory Guide. Release 14, 2012.
8. Versteeg H.K., Malalasekera W. An introduction to computational fluid Dynamics. The Finite Volume Metod. England: Longman & Technical, 1995. 267 p.