Известия вузов. Ядерная энергетика

Рецензируемый научно-технический журнал. ISSN: 0204-3327

Исследование гидравлических характеристик трасс со свинцовым теплоносителем

10.12.2025 2025 - №04 Теплофизика и теплогидравлика

Р.В. Сумин Т.К. Зырянова Т.А. Бокова Н.С. Волков М.Д. Погорелов Д.С. Шалина С.В. Колосов

DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2025.4.05

УДК: 621.039.5

Приводятся результаты экспериментального исследования гидравлических характеристик трасс циркуляции свинцового теплоносителя. Целью исследования является получение рекомендаций для расчета гидравлических потерь в элементах циркуляционного контура, таких как потери на трение в прямой трубе и местные сопротивления (плавные повороты, резкое сужение), а также сравнение экспериментальных данных с существующими рекомендациями. Опыт эксплуатации экспериментальных стендов со свинцовым и свинцово-висмутовым теплоносителями показывает, что данный класс теплоносителей обладает рядом свойств, оказывающих значительное влияние на гидродинамику теплоносителя. Проведено сравнение экспериментальных значений коэффициентов потерь на трение по длине и местных гидравлических сопротивлений в случае течения свинцового теплоносителя с рекомендациями по расчету. Получены значения эквивалентной гидравлической шероховатости для поверхности контакта со свинцовым теплоносителем. В ходе обработки экспериментальных данных выяснено, что при течении свинца происходит значительное изменение шероховатости поверхности трубопроводов. Данный эффект оказывает значительное влияние на гидравлические характеристики трасс циркуляции, что подтверждается согласованием экспериментов с рекомендуемыми формулами. Результаты исследования предлагаются к использованию при разработке циркуляционных контуров реакторных установок со свинцовым теплоносителем типа БРЕСТ и БР-1200, экспериментальных стендов и при верификации расчетных кодов.

Ссылки

  1. Адамов Е.О., Каплиенко А.В., Орлов В.В., Смирнов В.С., Лопаткин А.В., Лемехов В.В., Моисеев А.В. Быстрый реактор со свинцовым теплоносителем БРЕСТ: от концепции к реализации технологии. Атомная энергия. 2020;129(4):185–194. URL: https://j-atomicenergy.ru/index.php/ae/article/view/3582 (дата обращения 01.11.2025).
  2. Белая книга ядерной энергетики. Замкнутый ЯТЦ с быстрыми реакторами (под общ. ред. проф. Е.О. Адамова). Москва, АО «НИКИЭТ», 2020, 502 с. ISBN 978-5-98706-129-9.
  3. Безносов А.В., Драгунов Ю.Г., Рачков В.И. Тяжелые жидкометаллические теплоносители в атомной энергетике. Москва, ИздАТ, 2007, 432 с.
  4. Park H., Choi C.-H., Kim C.-J. Superhydrophobic drag reduction in turbulent flows: a critical review. Experiments in Fluids. 2021;62(229):1–29. DOI: https://doi.org/10.1007/s00348-021-03322-4
  5. Безносов А.В., Бокова Т.А., Дроздов Ю.Н., Махов К.А., Новожилова О.О., Ярмонов М.В. Триботехнические характеристики зон контакта в среде теплоносителей ядерных реакторов на быстрых нейтронах АЭС. Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2011;13(4–3):676–680. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=17933949 (дата обращения 10.11.2025). EDN: MBYYCD.
  6. Gose J.W., Golovin K., Boban M., Mabry J.M., Tuteja A., Perlin M., Ceccio S.L. Characterization of superhydrophobic surfaces for drag reduction in turbulent flow. Journal of Fluid Mechanics. 2018;845:560–580. DOI: https://doi.org/10.1017/jfm.2018.210
  7. Ma W., Karbojian A., Sehgal B.R., Dinh T.-N. Thermal-hydraulic performance of heavy liquid metal in straight-tube and U-tube heat exchangers. Nuclear Engineering and Design. 2009;239(7):1323–1330. DOI: https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2009.03.014
  8. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям (под ред. М.О. Штейнберга). Москва, Машиностроение, 1992, 672 с. ISBN 5-217-00393-6.
  9. Яблоков А.М., Кожухов Ю.В., Садовский Н.И. Численное исследование влияния эквивалентной песочной шероховатости рабочего колеса на характеристики малорасходной ступени центробежного компрессора. Вестник Международной академии холода. 2020;4:3–11. DOI: https://doi.org/10.17586/1606-4313-2020-19-4-3-11
  10. Руководство по безопасности «Расчетные соотношения и методики расчета гидродинамических и тепловых характеристик элементов и оборудования ядерных энергетических установок с жидкометаллическим теплоносителем» (РБ-075-12). Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору, Москва, 2012 (Введено в действие с 31 августа 2012 г.).

свинцовый теплоноситель реактор на быстрых нейтронах гидродинамика гидравлические сопротивления

Ссылка для цитирования статьи: Сумин Р.В., Зырянова Т.К., Бокова Т.А., Волков Н.С., Погорелов М.Д., Шалина Д.С., Колосов С.В. Исследование гидравлических характеристик трасс со свинцовым теплоносителем. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2025. – № 4. – С. 66-79. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2025.4.05 .

Открыть PDF файл