Гидродинамика теплоносителя в активной зоне реактора PWR с ТВС-Квадрат разных конструкций
https://doi.org/10.21122/2227-1031-2023-22-4-326-332
Аннотация
В статье приведены результаты экспериментальных исследований гидродинамики теплоносителя в активной зоне реактора PWR c ТВС-Квадрат разных конструкций. Экспериментальные исследования гидродинамики заключались в изучении полей скоростей и процесса поперечного перетекания теплоносителя между соседними ТВС-Квадрат разных конструкций в однородной и смешанной активных зонах на масштабных экспериментальных моделях, включающих в себя фрагменты двух соседних ТВС-Квадрат и зазор между ними. Экспериментальные модели отличаются количеством установленных решеток. Это обусловлено тем, что в однородной активной зоне гидравлическая нагрузка по высоте ТВС идентична, а в смешанной – неравномерна из-за разного количества установленных решеток. Гидродинамика теплоносителя изучалась на аэродинамическом исследовательском стенде с учетом теории гидродинамического подобия с использованием пневмометрических датчиков с индивидуальной тарировкой. На основании полученных данных построены поля локальных осевых и поперечных скоростей в различных сечениях по длине исследуемого участка экспериментальных моделей. Изучены поля локальных безразмерных поперечных и аксиальных скоростей потока в твэльных пучках и зазоре между ТВС-Квадрат активной зоны реактора PWR. Выявлены особенности процесса поперечного перетекания потока между соседними ТВС-Квадрат однородной и смешанной активной зон реактора PWR. Результаты экспериментальных исследований переданы разработчику ТВС-Квадрат АО «ОКБМ Африкантов» для дальнейшего использования при обосновании конструкции и режимов работы ядерной энергетической установки.
Об авторах
С. М. ДмитриевРоссия
Доктор технических наук, профессор
Адрес для переписки:
Дмитриев Сергей Михайлович –
Нижегородский государственный технический университет имени Р. Е. Алексеева,
ул. Минина, 24,
603950, г. Нижний Новгород, Российская Федерация.
Тел.: +7 831 436-23-25
dmitriev@nntu.ru
А. Л. Буров
Беларусь
Инженер
Минск
Т. Д. Демкина
Россия
Аспирант
г. Нижний Новгород
А. А. Добров
Россия
Инженер
г. Нижний Новгород
Д. В. Доронков
Россия
Кандидат технических наук
г. Нижний Новгород
Д. С. Доронкова
Россия
Аспирант
г. Нижний Новгород
Д. Д. Курицин
Россия
Магистр
г. Нижний Новгород
А. Н. Пронин
Россия
Инженер
г. Нижний Новгород
А. В. Рязанов
Россия
Аспирант
г. Нижний Новгород
Д. Н. Солнцев
Россия
Кандидат технических наук
г. Нижний Новгород
Список литературы
1. Топливо для ВВЭР и PWR. Современное состояние и перспективы / Д. Л. Зверев [и др.] // Атомная энергия. 2020. Т. 129, № 2. С. 63–64.
2. Основное оборудование АЭС с корпусными реакторами на тепловых нейтронах / С. М. Дмитриев [и др.]. М.: Машиностроение. 2013. 413 c.
3. Hydrodynamic Analysis of a Flow in a Mixed Core / A. S. Noskov [et al.] // Journal of Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1359, Is. 1. P. 012084. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1359/1/012084.
4. Bieder, U. CFD analysis of Intra and Inter Fuel Assembly Mixing / U. Bieder, C. Genrault // Annals of Nuclear Energy. 2020. Vol. 135. P. 1–14. https://doi.org/10.1016/j.anucene.2019.106977.
5. Bieder, U. Hydraulic Forces Acting on Full Cross Section Fuel Assemblies with 17×17 Fuel Rods / U. Bieder, C. Genrault, P. Ledac // Progress in Nuclear Energy. 2020. Vol. 130. Р. 1–13. https://doi.org/10.1016/j.pnucene.2020.103515.
6. Influence of Spacer Grid Outer Strap on Fuel Assembly Thermal Hydraulic Performance / W. Li [et al.] // Science and Technology of Nuclear Installations. 2014. Vol. 2014. P. 1–10. https://doi.org/10.1155/2014/602062.
7. Semi-Analytical Modeling of the Flow Redistribution Upstream From the Mixing Grids in a Context of Nuclear Fuel Assembly Bow / G. Campioni [et al.] // Nuclear Engineering and Design. 2021. Vol. 371. P. 1–16. https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2020.110940.
8. Гухман, А. А. Введение в теорию подобия / А. А. Гухман. Изд. 2-е доп. и перераб. М.: Высшая школа, 1973. 296 c.
9. Гидродинамические особенности течения теплоносителя за перемешивающей дистанционирующей решеткой ТВС-Квадрат реактора PWR / О. Б. Самойлов [и др.] // Теплоэнергетика. 2019. № 4. С. 32–38. https://doi.org/10.1134/S0040363619040076.
10. Изучение гидродинамических процессов течения теплоносителя в ТВС-Квадрат реактора PWR с различными перемешивающими дистанционирующими решетками / С. М. Дмитриев [и др.] // Теплофизика и аэромеханика. 2018. Т. 25, № 5. С. 725–734.
11. Закономерности формирования потока теплоносителя за перемешивающей дистанционирующей решеткой ТВС-Квадрат реактора PWR / С. М. Дмитриев [и др.] // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2018. Т. 61, № 3. С. 258–268.
12. Применение многоканального пневмометрического зонда для исследования профиля скорости теплоносителя в моделях топливных кассет ядерных реакторов / С. М. Дмитриев [и др.] // Приборы и методы измерений. 2015. Т. 6. № 2. С. 188–195.
Рецензия
Для цитирования:
Дмитриев С.М., Буров А.Л., Демкина Т.Д., Добров А.А., Доронков Д.В., Доронкова Д.С., Курицин Д.Д., Пронин А.Н., Рязанов А.В., Солнцев Д.Н. Гидродинамика теплоносителя в активной зоне реактора PWR с ТВС-Квадрат разных конструкций. НАУКА и ТЕХНИКА. 2023;22(4):326-332. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2023-22-4-326-332
For citation:
Dmitriev S.M., Burov A.L., Demkina T.D., Dobrov A.A., Doronkov D.V., Doronkova D.S., Kuritsin D.D., Pronin A.N., Ryazanov A.V., Solntsev D.N. Coolant Hydrodynamics in the PWR Reactor Core with TVS-Kvadrat of Various Designs. Science & Technique. 2023;22(4):326-332. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/2227-1031-2023-22-4-326-332