Модель течения теплоносителя в ядерных реакторах со сверхкритическими параметрами на основе высших приближений метода Чепмена-Энскога

22.06.2023 2023 - №02 Теплофизика и теплогидравлика

И.А. Чусов

https://doi.org/10.26583/npe.2023.2.04

Предложена физическая модель течения теплоносителя в проточной части реакторной установки со сверхкритическими параметрами. Модель основана на учете вклада слагаемых Барнетта в общий баланс сил и их работы в уравнениях переноса. В тензор напряжений на основании метода Чемпена-Энскога введены слагаемые, учитывающие влияние термоконвекции. Приведена наиболее общая форма исходных уравнений и их параболизованная форма, позволяющая учесть поперечные перетечки в тепловыделяющих сборках.

Ссылки

1. Generation IV International Forum SCWR System Steering Committee, «Generation IV Nuclear Energy Systems System Research Plan for the Supercritical Water-cooled Reactor», Rev. 0. – 2007.
2. Кириллов П.Л. Сверхкритические параметры “ будущее реакторов с водным теплоносителем и АЭС. Обзор. // Атомная техника за рубежом. – 2001. – № 6. – С. 3-8.
3. Баранаев Ю.Д., Кириллов П.Л., Поплавский В.М., Шарапов В.Н. Ядерные реакторы на воде сверхкритического давления. // Атомная энергия. – 2004. – Т. 96. – Вып. 5. – С. 374-380.
4. Курганов В.А., Зейгарник Ю.А., Яньков Г.Г., Маслакова И.В. Теплообмен и сопротивление в трубах при сверкритических давлениях теплоносителя: Итоги научных исследований и практические рекомендации. – М.: Печатный салон «Шанс», 2018. – 304 с.
5. Курганов В.А., Маслакова И.В. Нормальная и ухудшенная теплоотдача при нагревании в трубах турбулентных потоков теплоносителей с переменными физическими свойствами. // Теплофизика высоких температур. – 2016. –Т. 54. – Вып. 4. – С. 609-631. DOI: https://doi.org/10.7868/S0040364416040141 .
6. Anand S., Suresh S., Santhosh Kumar D. Numerical investigation of supercritical heat transfer of water flowing in vertical and horizontal tube with emphasis of gravity effect // Journal of Thermal Engineering. – 2020. –Vol. 7. – No. 6. – PP. 1541-1555. DOI: https://doi.org/10.18186/thermal.991098 .
7. Теплообмен и сопротивление в трубах при сверхкритических давлениях теплоносителя: Итоги научного исследования и практические рекомендации. / Научно-технический отчет под ред. Курганова В.А. – М.: ОИВТ РАН, 2010. – 228 c.
8. Шицман М.Е. Ухудшенные режимы теплоотдачи при закритических давлениях. // Теплофизика высоких температур. – 1963. – T. 1. – Вып. 2. – С. 267-275.
9. Шицман М.Е. Особенности температурного режима в трубах при сверхкритических давлениях. // Теплоэнергетика. – 1968. – № 5. – С. 57-61.
10. Коган Н.М.Динамика разреженного газа. – М.: Наука, 1967. – 440 с.
11. Lumpkin F.E., Chapman D.R. Accuracy of the Burnett Equations for Hypersonic Real Gas Flow. // AIAA Paper. – 1991. – No. 0171. – Р. 17.
12. Галкин В.С., Коган М.Н., Фридлендер О.Г. О некоторых кинетических эффектах в течениях сплошной среды. // Известия АН СССР. МЖГ. – 1970. – № 3. – С. 13-21.
13. Галкин В.С., Коган М.Н., Фридлендер О.Г. О свободной конвекции в газе в отсутствии внешних сил. // Известия АН СССР. МЖГ. – 1971. – № 3. – С. 98-107.
14. Драгунов Ю.Г., Рыжов С.Б., Васильченко И.Н., Кобелев С.Н., Вьялицин Н.Н. Проект активной зоны для РУ АЭС-2006. / Материалы V Международной конференции «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР». – Подольск: ФГУП ОКБ «Гидропресс», 2006. – C. 1-11.
15. Авдеев Е.Ф., Чусов И.А. Интегральный подход к расчету гидродинамики и температурных полей теплоносителя в реакторах корпусного типа с бесчехловыми ТВС. Т. 1. – М.: МЭИ., 1998. – С. 139-142.
16. Авдеев Е.Ф., Чусов И.А., Карпенко А.А. Разработка интегрального подхода для расчета тепловых полей и гидродинамики теплоносителя в реакторах корпусного типа с бесчехловыми ТВС. / Тезисы докладов Международного конгресса «Энергетика-3000» 16-20 окт., 2000 г. – С. 88.
17. Авдеев Е.Ф., Чусов И.А., Карпенко А.А. Интегральная модель расчета теплогидравлических параметров теплоносителя в активной зоне реакторов корпусного типа с неочехленными ТВС. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2004. – № 3. – С. 79-89. Электронный ресурс: https://static.nuclear-power-engineering.ru/journals/2004/03.pdf (дата доступа 10.02.2023).
18. Самойлов А.Г. Тепловыделяющие элементы ядерных реакторов. – М.: Атомиздат, 1985. – 222 с.
19. Самойлов А.Г., Волков В.С., Солонин М.И. Тепловыделяющие элементы ядерных реакторов. – М.: Энергоатомиздат, 1996. – 398 с.
20. Лапин Ю.В., Стрелец М.Х. Внутренние течения газовых смесей. – М.: Наука, 1989. – 368 с.
21. Роуч П. Вычислительная гидродинамика. – М.: Мир. –1980. – 612 с.
22. Ши Д. Численные методы в задачах теплообмена. – М.: Мир. – 1988. – 544 с. ISBN 5-03-001215-X.
23. Андерсон Д., Танненхил Дж., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен. В двух томах. – М.: Мир, 1990.

ядерный реактор уравнения Барнетта поперечные перетечки модель течения теплоносителя параболические уравнения нелинейное ортогональное преобразование

Ссылка для цитирования статьи: Чусов И.А. Модель течения теплоносителя в ядерных реакторах со сверхкритическими параметрами на основе высших приближений метода Чепмена-Энскога. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2023. – № 2. – С. 41-55. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2023.2.04 .