Известия вузов. Ядерная энергетика

Рецензируемый научно-технический журнал. ISSN: 0204-3327

Экспериментальное исследование течения потока теплоносителя в активной зоне реактора ВВЭР с ТВСА

19.11.2020 2020 - №04 Aтомные электростанции

С.М. Дмитриев А.В. Герасимов А.А. Добров Д.В. Доронков А.Н. Пронин А.В. Рязанов Д.Н. Солнцев А.Е. Хробостов В.Е. Юрин О.Б. Самойлов Ю.К. Швецов Д.Л. Шипов

DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2020.4.03

УДК: 621.039

Представлены результаты экспериментального исследования перемешивания теплоносителя между соседними тепловыделяющими сборками в активной зоне реактора ВВЭР, состоящей из ТВСА-Т и усовершенствованной ТВСА. Моделирование процессов течения потока теплоносителя в активной зоне проводилось на аэродинамическом исследовательском стенде. Эксперименты проводились на моделях, представляющих собой различные фрагменты твэльного пучка активной зоны реактора ВВЭР, и заключались в измерении поперечных и аксиальной скоростей воздушного потока в характерных зонах, расположенных как в самих тепловыделяющих сборках, так и межкассетном пространстве. Перенос результатов экспериментов на натурные условия течения теплоносителя может быть осуществлен с использованием теории гидродинамического моделирования. Измерения проводились пятиканальным пневмометрическим зондом. Картина течения теплоносителя в различных фрагментах твэльного пучка представлена графиками и картограммами распределения поперечных и аксиальных составляющих вектора скорости в характерных зонах моделей. Анализ пространственного распределения поперечных и аксиальной составляющих вектора скорости позволил детализировать картину обтекания теплоносителем дистанционирующих, перемешивающих и комбинированных дистанционирующих решеток тепловыделяющих сборок различных конструкций. Накопленная база данных по течению теплоносителя в ТВСА различных конструкций является основой инженерного обоснования надежности и работоспособности активных зон реакторов ВВЭР. Результаты исследования межкассетного перемешивания теплоносителя между ТВСА различных конструкций приняты для практического использования в АО «ОКБМ Африкантов» при оценке теплотехнической надежности активных зон реакторов ВВЭР и включены в базу данных для верификации программ вычислительной гидродинамики (CFD-кодов) и программ детального поячеечного расчета.

Ссылки

  1. Дмитриев С.М., Зверев Д.Л., Бых О.А., Панов Ю.К., Сорокин Н.М., Фарафонов В.А. Основное оборудование АЭС с корпусными реакторами на тепловых нейтронах: учебник. – М.: Машиностроение. – 2013. – 415 с.
  2. Бородин С.С., Дмитриев С.М., Легчанов М.А., Хробостов А.Е., Самойлов О.Б., Сорокин Н.М. Особенности гидродинамики теплоносителя в альтернативных ТВС реакторов ВВЭР-1000 при использовании перемешивающих решеток. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2006. – № 4. – С. 70-76.
  3. Самойлов О.Б., Куприянов А.В., Фальков А.А., Шипов Д.Л., Молодцов А.А., Лукья’ нов В.Е. Экспериментальные исследования теплотехнических характеристик ТВСА с перемешивающими решетками. // Атомная энергия. – 2014. – Т. 116. – Вып. 1. – С. 11-14.
  4. Дмитриев С.М., Лукьянов В.Е., Самойлов О.Б. Обоснование корреляции для расчета критического теплового потока в тепловыделяющих сборках альтернативной конструкции с перемешивающими решетками-интенсификаторами для ВВЭР-1000. // Известия вузов. Ядерная энергетика. 2012. – № 1. С. 99-108.
  5. Самойлов О.Б., Шипов Д.Л., Фальков A.A., Богряков В.Г., Сорокин Н.М., Дмитриев С.М. Теплогидравлические и гидродинамические исследования характеристик TBC альтернативной конструкции ВВЭР-1000. // ВАНТ. Серия: Физика ядерных реакторов. 2004. – Вып. 2. С. 47-55.
  6. Самойлов О.Б., Кууль В.С., Преображенский Д.Г. Результаты создания и развития ТВС альтернативной конструкции для реактора ВВЭР-1000. // ВАНТ. Серия: Материаловедение и новые материалы. 2005. – Вып. 1. С. 126.
  7. Самойлов О.Б., Фальков А.А., Морозкин О.Н., Лукьянов В.Е. Уточнение методики учета отклонений локальных параметров при обосновании теплотехнической надежности активной зоны из ТВСА ВВЭР-1000. // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2010. – Вып. 4. С. 111-119.
  8. Дмитриев С.М., Бородин С.С., Легчанов М.А., Солнцев Д.Н., Сорокин В.Д., Хробостов А.Е. Экспериментальные исследования гидродинамических и массообменных характеристик потока теплоносителя в ТВСА ВВЭР. // Атомная энергия. – 2012. – Т. 113. – Вып. 5. – С. 252-257.
  9. Дмитриев С.М., Варенцов А.В., Добров А.А., Доронков Д.В., Самойлов О.Б., Сорокин В.Д., Хробостов А.Е. Расчетно-экспериментальные исследования локальной гидродинамики и массообмена потока теплоносителя в ТВС-Квадрат реакторов PWR с перемешивающими решетками. // Теплоэнергетика. – 2014. – № 8. – С. 20-27.
  10. Дмитриев С.М., Варенцов А.В., Добров А.А., Доронков Д.В., Легчанов М.А., Хробостов А.Е. Исследование массообмена теплоносителя за перемешивающими решетками ТВС реакторов ВБЭР300 с целью обоснования их эффективности. // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2013. – Вып. 5. С. 197-205.
  11. Дмитриев С.М., Варенцов А.В., Доронков Д.В., Пронин А.Н., Солнцев Д.Н., Хробостов А.Е., Сухарев Ю.П. Экспериментальные исследования гидродинамики потока теплоносителя за дистанционирующей и перемешивающей решетками ТВСА-12PLUS реактора ВВЭР-1000 // ВАНТ. Серия: Физика ядерных реакторов. 2017. – Вып. 1. С. 126-134.
  12. Баринов А.А., Дмитриев С.М., Хробостов А.Е., Самойлов О.Б. К вопросу о методологии обоснования теплотехнической надежности активных зон водяных энергетических реакторов. // Атомная энергия. – 2016. –Т. 120. – Вып. 5. – С. 270-275.
  13. Герасимов А.В., Дмитриев С.М., Добров А.А., Доронков Д.В., Пронин А.Н., Рязанов А.В., Солнцев Д.Н., Хробостов А.Е. Расчетно-экспериментальные исследования процессов течения потока теплоносителя в области направляющего канала за перемешивающими решетками ТВС. // Инженерно-физический журнал. – 2020. – Т. 93. Вып 1. – С. 151-160.
  14. Самойлов О.Б., Носков А.С., Шипов Д.Л., Дмитриев С.М., Добров А.А., Доронков Д.В., Легчанов М.А., Пронин А.Н., Солнцев Д.Н., Сорокин В.Д., Хробостов А.Е. Гидродинамические особенности течения теплоносителя за перемешивающей дистанционирующей решеткой ТВС-Квадрат реактора PWR. // Теплоэнергетика. – 2019. – Вып. 4. – С. 32-38.
  15. Дмитриев С.М., Доронков Д.В., Пронин А.Н., Солнцев Д.Н., Сорокин В.Д., Хробостов А.Е. Расчетно-экспериментальные исследования гидродинамики и массообмена теплоносителя за дистанционирующей решеткой тепловыделяющей сборки реактора плавучего энергоблока. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2014. – № 4. – С. 60-70.
  16. Варенцов А.В., Доронков Д.В., Купричева Е.С., Солнцев Д.Н., Сорокин В.Д. Экспериментальные исследования локального массообмена и эффективности перемешивания теплоносителя дистанционирующими решетками в ТВС реактора КЛТ-40С. // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2012. – Вып 1. С. 107-113.
  17. Варенцов А.В., Доронков Д.В., Илютина Е.М., Каратушина И.В., Сорокин В.Д., Хробостов А.Е. Особенности течения теплоносителя в ТВС-Квадрат реактора PWR при постановке перемешивающих дистанционирующих решеток с различными типами дефлекторов. // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2015. – Вып. 3. С. 134-143.
  18. Дмитриев С.М., Доронков Д.В., Легчанов М.А., Пронин А.Н., Солнцев Д.Н., Сорокин В.Д., Хробостов А.Е. Исследования гидродинамических характеристик и особенностей течения теплоносителя за дистанционирующей решеткой тепловыделяющей сборки реактора плавучего энергоблока. // Теплофизика и аэромеханика. 2016. Т. 23. Вып 3. С. 385-394.
  19. Дмитриев С.М., Добров А.А., Доронков Д.В., Пронин А.Н., Солнцев Д.Н., Сорокин В.Д., Хробостов А.Е. Изучение гидродинамических процессов течения теплоносителя в ТВС-Квадрат реактора PWR с различными перемешивающими дистанционирующими решетками. // Теплофизика и аэромеханика. 2018. Т. 25. – Вып. 5. С. 725-734.
  20. Дмитриев С.М., Добров А.А., Легчанов М.А., Хробостов А.Е. Применение многоканального пневмометрического зонда для исследования профиля скорости теплоносителя в моделях топливных кассет ядерных реакторов. // Приборы и методы измерений. – 2015. – Т. 6. – Вып. 2. – С. 188-195.

активная зона тепловыделяющая сборка дистанционирующие решетки перемешивающие решетки межкассетное взаимодействие гидродинамика теплоносителя

Ссылка для цитирования статьи: Дмитриев С.М., Герасимов А.В., Добров А.А., Доронков Д.В., Пронин А.Н., Рязанов А.В., Солнцев Д.Н., Хробостов А.Е., Носков А.С., Самойлов О.Б., Швецов Ю.К., Шипов Д.Л. Экспериментальное исследование течения потока теплоносителя в активной зоне реактора ВВЭР с ТВСА. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2020. – № 4. – С. 25-36. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2020.4.03 .

Открыть PDF файл