Регулирование температуры в ампульном канале с естественной циркуляцией теплоносителя

28.11.2017 2017 - №04 Физика и техника ядерных реакторов

Т.А. Осипова В.А. Старков В.А. Узиков

https://doi.org/10.26583/npe.2017.4.02

Расчетным путем показано, что в ампульном канале с естественной циркуляцией теплоносителя с предложенной гидравлической схемой можно значительно расширить возможности регулирования температурного режима на образцах при облучении в ячейке отражателя реакторной установки СМ-3 за счет изменения геометрии циркуляционного контура путем создания байпасного участка теплоотвода, который образуется в верхней части над ограничителем потока, по сравнению с регулированием только за счет изменения теплопроводности газового зазора корпуса канала (давлением или составом газов). Представлены условия испытаний, схема и расчетная модель ампульного канала для теплогидравлического анализа в коде RELAP5/MOD3.2. Проведено исследование влияния байпасного контура охлаждения на температурный режим облучения образцов в ампульном канале. Изменение расхода байпаса осуществляется за счет изменения площади проходного сечения отверстияв ограничителе потока. Рассмотрены варианты заполнения газовой полости корпуса канала гелием и смесью гелия и азота. Расчет показал, что мощность, отводимая байпасной линией, может достигать 40% от общей мощности тепловыделения в канале. При использовании гелия в зазоре корпуса канала регулирование температурного режима облучения осуществляется в более широком диапазоне (200 – 330°С), чем при использовании смеси газов с более низкой теплопроводностью (279 – 330°С), при этом основное изменение температуры происходит при площади зазора в ограничителе потока меньше 0,2 – 0,3 см2. Дальнейшее увеличение площади зазора в ограничителе потока не приводит к значительному изменению температуры теплоносителя, омывающего образцы.

Ссылки

1. Звир А.И., Святкин М.Н., Петелин А.Л. Опыт эксплуатации высокопоточного исследовательского реактора СМ / Материалы XI Ежегодного российского совещания «Безопасность исследовательских ядерных установок». – Димитровград: ГНЦ НИИАР, 2009. – С. 38=44.
2. Arkhangelsky N. and Izhutov A. Capabilities and Capacities of RIAR Research Reactors. Presentation at IAEA. Vienna, Austria (2013).
3. Bychkov A. RIAR Capabilities and Support of Research and Development of Generation IV Innovative Reactors. Presentation at Joint ICTP/IAEA School on Physics and Technology of Fast Reactors Systems, Italy (2009).
4. Самсонов Б. В., ЦыкановВ.А. Реакторные методы материаловедения. М.: Энергоатомиздат, 1991. – 248 с.
5. Цыканов В.А., Самсонов Б. В. Техника облучения материалов в реакторах с высоким нейтронным потоком. М.: Атомиздат, 1973. – 264 с.
6. Осипова Т.А., Узиков В.А., Палачев П.С., Макин Р.С. Обоснование возможности использования ампульного канала с естественной циркуляцией для внутриреакторных испытаний. // ВАНТ. Серия: Физика ядерных реакторов. – 2015. – Т. 5. – С. 72-77.
7. Осипова. Т.А., Валишин М.Ф., Узиков В.А., Палачев П.С. Исследование достижимых температурных режимов в ампульном канале с естественной циркуляцией. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2015. – №4. – С. 72-79.
8. Осипова Т.А. Применение ампульного канала с естественной циркуляцией для внутриреакторных испытаний. / XVIII Международная телекоммуникационная конференция молодых ученых и студентов «Молодежь и наука». – Москва, 2014. Электронный ресурс:http://mn.mephi.ru/articles/1110 (дата обращения 01.08.2015).
9. Узиков В.А., Осипова Т.А. Методика инженерных расчетов параметров ампульного канала с естественной циркуляцией. / В кн. «Инновации в атомной энергетике»: сб. докладов конференции молодых специалистов (25 – 26 ноября 2015 г., Москва). – М.: Изд-во АО «НИКИЭТ», 2015. – С. 323-333.
10. Осипова Т.А. Экспериментальные реакторные устройства для облучения конструкционных материалов водо-водяных реакторов. / XIX Международная телекоммуникационная конференция молодых ученых и студентов «Молодежь и наука», Москва, 2015 г. Электронный ресурс: http://mn.mephi.ru/articles/1335 (дата обращения 11.11.2016)
11. Осипова Т.А., Узиков В.А. Инженерная методика оптимизации параметров ампульного канала с естественной циркуляцией. / Всероссийская молодежная конференция «Научные исследования и технологические разработки в обеспечение развития ядерных технологий нового поколения», Димитровград, 5 – 7 апреля 2016 г. Тезисы докладов. – Димитровград: АО «ГНЦ НИИАР», 2016. – С. 48-51.
12. Середкин С.В и др. Разработка методики исследования коррозионного растрескивания под напряжением сплава INCONEL 718 при облучении в реакторе СМ. / Отчет об основных исследовательских работах, выполненных в 2013 г. – Димитровград: ОАО «ГНЦ НИИАР», 2014. – 31 c.
13. Fletcher C.D., Schultz R.R. RELAP5/MOD3 Code Manual. User’s Guidelines. NUREG/CR-5535, INEL-95/0174. – June 1995. – Vol. 5. – Rev. 1.
14. RELAP5/MOD3. Vol. 1 – 7. Code Manual. NUREG/CR-5535 INEL-95/0174, 1995.
15. Гатауллина Г.Д., Узиков В.А., Осипова Т.А. Роль межъячеечной естественной циркуляции в реакторах бассейнового типа. // Атомная энергия. – 2012. – Т. 113. – Вып. 4. – С. 205-209.
16. Осипова Т.А., Узиков В.А., Макин Р.С. Различные подходы к моделированию теплопередачи излучением в газовом зазоре в коде RELAP5/MOD3.2 // Известия Самарского научного центра РАН. – 2014. – Т. 15. – Вып. 6. – С. 147-150.
17. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. Изд. 2-е, стереотип. – М.: Энергия, 1977. – 344 с.
18. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление: Справочное пособие. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 367 с.
19. Кириллов П.Л., Юрьев Ю.С., Бобков В.П. Справочник по теплогидравлическим расчетам (Ядерные реакторы, теплообменники, парогенераторы). – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 360 c.
20. Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники: Справочник. – М.: Атомиздат, 1968. – 485 c.

исследовательский реактор СМ ампульный канал с естественной циркуляцией результаты исследований температурные режимы облучения мощность энерговыделения

Ссылка для цитирования статьи: Осипова Т.А., Старков В.А., Узиков В.А. Регулирование температуры в ампульном канале с естественной циркуляцией теплоносителя. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2017. – № 4. – С. 17-26. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2017.4.02 .