ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА И ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРИ ТЕЧЕНИИ ВОДЫ СВЕРХКРИТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К РЕАКТОРНЫМ УСТАНОВКАМ

В. А. Силин, Ю. М. Семченков, П. Н. Алексеев, В. В. Митькин

Аннотация


Наряду с эволюционным развитием корпусных легководных реакторных установок при докритическом давлении с 1960-х годов рассматривался инновационный путь развития ВВЭР, связанный с повышением давления теплоносителя выше критического. В первую очередь привлекает возможность повышения к.п.д. блока АЭС с 30-35% при докритическом давлении до 44-45%, достигнутых к тому времени на ТЭС, работающих при давлении пара ~24 МПа, температуре 560 °С и выше. Однако проблемы, которые необходимо решить при таком переходе, отодвинули на время создание реакторных установок со сверхкритическим давлением. Одной из таких проблем является разработка надежных методик для расчета температуры оболочек твэлов и гидравлического сопротивления при течении воды сверхкритического давления в активной зоне. Важность этой задачи дополнительно связана с тем, что по сегодняшним оценкам материалы в активной зоне будут работать на пределе своих возможностей. В статье рассматриваются возможные подходы к решению данной проблемы.

Полный текст:

PDF

Литература


Алексеев Г.В., Силин В.А., Смирнов А.М., Субботин В.И. Исследование температурных режимов стенки трубы при теплосъеме водой сверхкритического давления. - Теплофизика выс. темп., 1976, т. 14, № 4, с. 769-774.

Шицман М.Е. Влияние естественной конвекции на температурный режим горизонтальных труб при сверхкритическом давлении. - Теплоэнергетика, 1966, № 7, с. 51-56.

Краснощеков Е.А., Протопопов В.С. Экспериментальное исследование теплообмена двуокиси углерода в сверхкритической области при больших температурных напорах. - Теплофизика выс. темп., 1966, т. 4, № 5, с. 389-398.

Шицман М.Е. Ухудшенные режимы теплоотдачи при закритических давлениях. - Там же, 1963, т. 1, № 2, c. 267-275.

Шицман М.Е. Теплопередача к воде, кислороду и двуокиси углерода в околокритической области. - Теплоэнергетика, 1959, № 1, с. 68-72.

Bishop A., Sandberg R., Tong L. Forced convection heat transfer to water at near-critical temperatures and supercritical pressures. - In: AIChE, J. Chemical Engineering Symposium Series, № 2. London, Institute of Chemical Engineers, p. 1-13.

Kitoh K., Koshiluka S., Oka Y. Refinement of transient criteria and safety analysis for a high temperature reactor cooled by supercritical water. - In: Proc. Intern. Conf. on Nuclear Engineering (ICONE-7). Tokio, Japan, April 19-23, 1999, Paper 7234.

Dittus F., Boelter L. - University of California, Berkeley, Publications on Engineering, 1930, v. 2, p. 443.

Кондратьев Н.С. Теплообмен и гидравлическое сопротивление при движении в трубах воды сверхкритического давления. - Теплоэнергетика, 1969, № 8, c. 18-21.

Ornatsky A., Glushchenko L., Siomin E. The research of temperature conditions of small diameter parallel tubes cooled by water under supercritical pressures. - In: Proc. of 4th Intern. Heat Transfer Conf. Paris-Versailles, France, 1970, v. VI, paper B 8.11.

Дядякин Б.Б., Попов А.С. Теплоотдача и гидравлическое сопротивление семистержневого пучка, охлаждаемого потоком воды при закритических параметрах состояния. - Труды ВТИ, 1977, № 11, с. 187-193.

Pioro I., Daffey R. Heat Transfer and Hydraulic Resistance at Supercritical Pressures in Power Engineering Application. New York: ASME Press USA, 2007.

Силин В.А. Экспериментальные исследования режимов ухудшенного теплообмена при турбулентном течении двуокиси углерода сверхкритического давления. Автореф. дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук. Москва, МЭИ, 1973.

Петухов В.С., Протопопов В.С., Силин В.А. Экспериментальное исследование режимов ухудшенного теплообмена при турбулентном течении двуокиси углерода сверхкритического давления. - Теплофизика выс. темп., 1972, т. 10, № 2, с. 347-354.

Курганов В.А., Анкудинов В.Б. Расчет нормальной и ухудшенной теплоотдачи в трубах при турбулентном течении жидкостей в околокритической и газовой области состояний. - Теплоэнергетика, 1985, № 6, с. 43-34.

Goldman K. Heat transfer to supercritical water at 5000 psi flowing at high mass flow rates through rounds tubes. - In: Intern. Heat Conf. Colorado, USA, 1961, p. 3, Rep. 67.

Анкудинов В.Б. Экспериментальное исследование сопротивления и теплообмена при турбулентном течении в трубах жидкости сверхкритических параметров. Автореф. дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук. М., МЭИ, 1982.

Разумовский В.Г., Орнатский А.П., Маевский Е.М. Гидравлическое сопротивление и теплоотдача гладких каналов при турбулентном течении воды сверхкритических параметров. - Теплоэнергетика, 1984, № 2, с. 69-72.

Wood R., Smith J. Heat transfer in critical region - temperature and velocity properties in turbulent flow. - AJCHE J., 1964, v. 10, № 2, p. 180-186.

Bourke P., Pulling D. Experimental explanation of deterioration in heat transfer to supercritical carbon dioxide. - Transaction of ASME, 1971, № 71-HT-24, p. 1-7.

Миропольский З.Л., Байгулов В.И. Исследование теплоотдачи, профилей скорости и температур при турбулентном подъемном течении двуокиси углерода в трубе в околокритической области параметров состояния. - В сб.: Теплообмен-1974. М.: Наука, 1975, с. 81-87.

Курганов В.А., Анкудинов В.Б., Каптильный А.Г. Экспериментальное исследование полей скорости и температуры при подъемном течении двуокиси углерода сверхкритического давления в вертикальной обогреваемой трубе. - Теплофизика выс. темп., 1986, т. 24, № 6, с. 1104-1111.

Silin V.A., Voznesensky V.A., Afrov A.M. The light water integral reactor with natural circulation of the coolant at supercritical pressure B-500 SKDI. - Nuclear Engng Design, 1993, v. 144, p. 327-336.

Бай Ши-И. Турбулентное течение жидкостей и газов. М.: Изд-во иностр. лит., 1962.

Попов В.Н. Разработка метода расчета теплообмена и сопротивления при турбулентном течении жидкости с переменными свойствами. Автореф. дис. на соискание ученой степени д-ра техн. наук. Москва, МЭИ, 1985.

Bae J., Yoo J., Choi H. Direct numerical simulation of heat transfer to CO2 at supercritical pressure in a vertical tube. - In: Proc. NURETH-10. Seoul, Korea, October, 2003, p. 1-20.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.