Теплогидравлический анализ активной зоны быстрых реакторов с натриевым теплоносителем



Скачать 42.24 Kb.
Дата01.05.2013
Размер42.24 Kb.
ТипДокументы

Теплогидравлический анализ активной зоны БЫСТРЫХ реакторов с натриевым теплоносителем



А.Д. Ефанов, А.В. Жуков, С.Г. Калякин, А.П. Сорокин
Государственный научный центр Российской Федерации-

Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского
Условия работы быстрых реакторов (БР) с натриевым теплоносителем (высокие нейтронные и тепловые потоки, высокое выгорании ядерного горючего, высокие температуры топлива и оболочки, большие подогревы теплоносителя, неопределенность многих параметров и т.д.), а также необходимость обеспечения их высокой безопасности и самозащищенность, выдвигают высокие требования к обоснованию характеристик активной зоны БР в различных режимах их работы. Теплогидравлический анализ активной зоны ЯР является важнейшей компонентой комплекса взаимосвязанных задач по обоснованию параметров БР.

В ГНЦ РФ-ФЭИ создан комплекс экспериментальных стендов с жидкометаллическими теплоносителями, разработаны методы моделирования теплогидравлических процессов в активных зонах и узлах оборудования БР с жидкометаллическим охлаждением, датчики, методики экспериментов и техника измерений. Развиваются соответствующие методы теплогидравлического расчета активной зоны. Исследования, как правило, носят комплексный – экспериментальный и расчетный характер.

Фундаментальные (общефизические) исследования направлены на получение данных по физике и характеристикам теплофизических процессов в аварийной зоне БР:

  • профили скорости и температуры на нормалях к стенкам каналов сложной формы, в том числе, стержневых сборок;

  • распределение касательных напряжений и гидравлическое сопротивление в каналах сложной формы, включая сборки твэлов;

  • распределение температуры по периметру и теплоотдача в каналах сложной формы, в том числе, сборках твэлов;

  • контактные термические сопротивления на стенках каналов, связанные с содержанием примесей в теплоносителях;

  • пульсации температуры в потоках теплоносителя и на теплоотдающих поверхностях;

  • длины начальных гидродинамических и тепловых участков;

  • теплоотдача, картограммы режимов течения двухфазных потоков теплоносителя, критические тепловые потоки жидких металлов в сборках тепловыделяющих элементов;

  • межфазный обмен массой, импульсом и энергией в двухфазных потоках жидких металлов;

  • межканальный обмен массой, импульсом и энергией для однофазных и двухфазных потоков жидкометаллических теплоносителей.


Актуальными проблемами фундаментальных исследований являются – изучение структуры и характеристик турбулентного переноса импульса и энергии (тепла) в каналах сложной формы, их моделирование с учетом анизотропии переноса и влияния дистанционирующих устройств, определение турбулентного числа Прандтля; определение влияния различных критериев подобия, выявление областей автомодельности, создание надежных методов теплогидравлического моделирования процессов теплообмена в стационарных и переходных режимах с естественной и вынужденной конвекцией.

Прикладные теплогидравлические исследования направлены на изучение влияния различных факторов на теплогидравлику ТВС, оптимизацию конструкции с целью увеличения ресурса (повышения надежности) и достижения высокого выгорания ядерного топлива, в том числе, влияния:

  • геометрии периферийной области на распределение скорости теплоотдачи и характеристик гидродинамики и теплообмена твэлов;

  • формоизменения ТВС и пучка твэлов на теплогидравлику ТВС, в том числе, в процессе кампании под воздействием распухания и радиационной ползучести сталей;

  • неравномерного энерговыделения в поперечном сечении и по длине активной зоны;

  • межканального теплообмена; внутрикассетной гетерогенности; различных видов дистанционирования твэлов и т.д.

Для моделирования номинальных, переходных и аварийных режимов ТВС активной зоны развиваются методики и расчетные коды по четырем направлениям:

  • инженерные методики теплогидравлического расчета для одиночного («горячего») канала ТВС с учетом факторов перегрева;

  • поканальный метод, рассматривающий систему взаимодействующих каналов, на которые разбиваются ТВС, позволяющий учитывать неоднородности геометрии ТВС и неравномерное энерговыделение твэлов, а главное – влияние межканального обмена, являющегося решающим фактором формирования температурных полей в ТВС активной зоны;

  • модель пористого тела, рассматривающая ТВС как гомогенную среду с внутренним сопротивлением и распределенным энерговыделением;

  • методы моделирования локальных значений полей скорости и температуры в теплоносителе и твэлах (сопряженная задача теплообмена) для турбулентного режима течения жидких металлов.

Инженерные методы расчета используются для оценки характеристик активной зоны на стадии эскизного проектирования реакторной установки (РУ).

Поканальная методика является эффективным инструментом на стадии выполнения технического проекта РУ, а также при расчете эксплуатационных режимов. Разработано значительное количество поканальных теплогидравлических кодов, хорошо отработанным является созданный в ГНЦ РФ-ФЭИ поканальный код МИФ. Дальнейшее развитие поканальных кодов предполагает расширение за счет дополнительного расчета случайных отклонений параметров с использованием метода Монте-Карло и расчета активной зоны в целом с учетом межпакетного взаимодействия.

Теплогидравлический анализ активной зоны в аварийных режимах включает решение значительного комплекса задач, включая изучение:

  • влияния на теплогидравлику ТВС блокировок части проходного сечения ТВС;

  • развития кипения натрия в различных режимах, пределов охлаждения ТВСВ, кризиса теплообмена, устойчивости циркуляции теплоносителя;

  • генерации и отложений твердофазных примесей в циркуляционных контурах РУ;

  • развитие естественной конвекции (аварийное расхолаживание активной зоны);

  • взаимодействие расплава топлива с жидкими металлами.

Актуальны задачи валидации методов теплогидравлического расчета активной зоны и верификации созданных расчетных кодов. Для этого необходима разработка верификационных матриц, систематизация результатов экспериментальных исследований, создание баз данных по теплогидравлике активной зоны БР, разработка системы верификационных твэлов и проведение стандартных задач. Кроме этого необходима реализация программы экспериментальных работ в обеспечение развития расчетных теплогидравлических кодов.

Похожие:

Теплогидравлический анализ активной зоны быстрых реакторов с натриевым теплоносителем iconТепло-гидравлический расчет активной зоны
Цель расчета: определение изменения температур по активной зоне, расчет максимальной температуры оболочки и топлива, определение...
Теплогидравлический анализ активной зоны быстрых реакторов с натриевым теплоносителем iconПродление срока эксплуатации реакторных установок аэс, выработавших
Наибольшая активность образуется в активной зоне реактора в виде продуктов деления ядер ядм на осколки и в остальных компонентах...
Теплогидравлический анализ активной зоны быстрых реакторов с натриевым теплоносителем iconСтруктурные и топологические инварианты быстрых перестраиваемых преобразований
В работе представлены структурные и топологические модели быстрых алгоритмов линейных преобразований и нейронных сетей. Показано,...
Теплогидравлический анализ активной зоны быстрых реакторов с натриевым теплоносителем iconОхлаждения активной зоны
При проведении подготовительных работ перед запуском реактора sl-1 произошел взрыв. Погибло 3 человека, реактор разрушен
Теплогидравлический анализ активной зоны быстрых реакторов с натриевым теплоносителем iconОхлаждения активной зоны
Г ссср, Челябинская обл. Ядерный комплекс «Маяк». Самопроизвольная цепная реакция в растворе уранилнитрата. Погибло 3 человека
Теплогидравлический анализ активной зоны быстрых реакторов с натриевым теплоносителем iconМоделирование термогидродинамических процессов в твэльных сборках водоохлаждаемых реакторов
Твс водоохлаждаемых реакторов во всем диапазоне режимов работы, включая аварийные ситуации. Здесь приведены уравнения модели. Нижний...
Теплогидравлический анализ активной зоны быстрых реакторов с натриевым теплоносителем iconС добавками бериллия в быстрых реакторах большой мощности
Бн большой мощности актуальна проблема минимизации пустотного эффекта реактивности (пэр). На современном этапе развития ядерной энергетики...
Теплогидравлический анализ активной зоны быстрых реакторов с натриевым теплоносителем icon«Природные зоны России»
Образовательная: расширить знания учащихся о природных зонах; научить применять теоретические знания о взаимосвязях компонентов природы...
Теплогидравлический анализ активной зоны быстрых реакторов с натриевым теплоносителем icon«Стратиграфия верхнекайнозойских отложений структурной зоны Кларион-Клиппертон (Тихий океан)», приводятся результаты исследований отложений, вскрытых глубоководным пробоотбором и бурением, устанавливается влияние процессов эрозии
Определяются закономерности строения осадочного чехла для разных частей структурной зоны и выделяются его составные части. Проводится...
Теплогидравлический анализ активной зоны быстрых реакторов с натриевым теплоносителем iconЭлектрические характеристики диэлектриков
Если значения энергии заполненной зоны и зоны проводимости перекрываются, то при незначительном возбуждении электроны будут переходить...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org