НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o419.pdf (1146.08Кб)

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, пористость входной решетки, которая может приводить к неравномерности скорости теплоносителя на входе в активную зону, пульсациям расхода, гидравлическим потерям.
В работе впервые в отечественной практике исследуется влияние геометрии входных решеток на осредненное и пульсационное течение в полусферическом коллекторе и на входе в активную зону в модели трактов теплоносителя газоохлаждаемого реактора и даются рекомендации по оптимизации коллекторных трактов течения теплоносителя.
В работе приводятся результаты экспериментов, выполненных на газодинамической модели трактов теплоносителя, содержащие входные решетки разной пористости. 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 результаты показывают, что входные решетки с пористостью 0,25 позволяют обеспечить относительное выравнивание расхода теплоносителя непосредственно на входе в активную зону, что при равномерном в сечении энерговыделении обеспечивает снижение уровня температур твэлов. Рассмотренные варианты конструктивного решения входной решетки позволяют выбрать конструкцию решетки, а заодно и активной зоны, по параметру пористости с целью решения задачи уменьшения гидравлических потерь в трактах теплоносителя, снижения уровня пульсационных составляющих потока в активной зоне и протяженности начального участка стабилизации течения.

1. Драгунов Ю.Г. Разработка реакторной установки для модуля мегаваттного класса // Атомная энергия. 2012. Т. 113, № 1. С. 4-6.
2. Пилотируемая экспедиция на Марс / под ред. А.С. Коротеева. М.: Российская академия космонавтики им. К.Э. Циолковского, 2006, 320 с.
3. Драгунов Ю.Г., Логинов С.А., Безруков Ю.А. Экспериментальное обоснование теплогидравлической надежности реакторов с ВВЭР. М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. 255 с.
4. Крапивцев В.Г., Кудрявцев О.В., Солонин В.И. Моделирование течения на входе в активную зону реакторов ВВЭР // Вестник МГТУ им. Н.Э.Баумана. Сер. Машиностроение. 2012 .№ 2 . С . 70-79.
5. Марков П.В., Зенин В.В. Численное моделирование течения теплоносителя в подводящем тракте водо-водяного реактора // Молодежный научно-технический вестник. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2014. № 4. Режим доступа: http://sntbul.bmstu.ru/doc/719764.html (дата обращения 01.05.2015).
6. 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 .
7. ANSYS CFX-Solver Theory Guide, Release 14. ANSYS, Inc., 2012. 257 p.
8. Service Manual DISA Electronik a/s DK-2740 Scovlunde. DISA Information Department , 1975. 66 p.
9. Жукаускас А.А. Конвективный перенос в теплообменниках. М.: Наука, 1982. 472 с.
10. Ханжонков В.И. Аэродинамическая характеристики кольцевых струй, натекающих на экран // Труды ЦАГИ им. проф. Н . Е . Жуковского . Вып. № 27. Промышленная аэродинамика. М .: Машиностроение , 1966. С . 145-179.
11. Versteeg H.K., Malalasekera W. An introduction to computational fluid Dynamics. The Finite Volume Method. England: Longman & Technical, 1995. 267 p.