ТЕПЛОГИДРАВЛИКА ЩЕЛОЧНОГО ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКОГО ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ (РЕТРОСПЕКТИВНО-ПЕРСПЕКТИВНЫЙ ВЗГЛЯД)

А. П. Сорокин, Ю. А. Кузина

Аннотация


В результате 60-летнего опыта освоения щелочных жидких металлов совместно с институтами отрасли, Академии наук и опытными конструкторскими бюро, разрабатывающими ЯЭУ, созданы научные основы их применения в ядерной энергетике, научно обоснованы теплогидравлические параметры и высокоэффективные технологические процессы, обеспечившие успешную эксплуатацию принципиально новых ЯЭУ. Основными направлениями исследований явились гидродинамика и теплообмен в каналах сложной формы, в номинальных и формоизмененных сборках твэлов, включая блокировки проходного сечения, механизмы турбулентного тепло- и массообмена, межканальное перемешивание теплоносителя, гидродинамика коллекторных систем в реакторах и теплообменном оборудовании. Значительное внимание уделено теплообмену в промежуточных теплообменниках и парогенераторах реакторных установок, кипению и конденсации жидких металлов. Рассмотрены вопросы обобщения и баз экспериментальных теплофизических данных, создания тепловых труб, теплофизики термоэмиссионных преобразователей, высокотемпературных ЯЭУ космического назначения и термоядерных установок. Сформулированы дальнейшие исследования, вытекающие из необходимости повышения безопасности, экономичности и надежности создаваемых ядерных энергетических установок. Рис. 3, список лит. 31 назв.

Полный текст:

PDF

Литература


Теплофизическая стендовая база атомной энергетики России и Казахстана. Саров, ФГУП «РФЯЦ — ВНИИЭФ», 2016.

LMFR Core and Heat Exchanger Thermohydraulic Design: Former USSR and Present Russian Approaches. IAEA-TECDOC-1060. Vienna: IAEA, 1999.

Пономарев-Степной Н.Н. Двухкомпонентная ядерная энергетическая система с замкнутым ядерным топливным циклом на основе быстрых реакторов и ВВЭР. — Атомная энергия, 2016, т. 120, вып. 4, с. 183—191. // Ponomarev-Stepnoi N.N. Two-Component Nuclear Power System with a Closed Nuclear Fuel Cycle Based on BN and VVER Reactors. — Atomic Energy, 2016, v. 120, № 4, p. 233—239.

Васильев Б.А., Васяев А.В., Зверев Д.Л. и др. Инновационный проект энергоблока БН-1200 как основа эволюционного развития направления БН. — В сб.: IV Межд. научно-технич. конф. «Инновационные проекты и технологии атомной энергетики (МНТК НИКИЭТ-2016)». Москва, АО «НИКИЭТ», 27—30 сентября 2016 г., с. 38—39.

Логинов Н.И. Электромагнитные преобразователи расхода жидких металлов. М.: Энергоиздат, 1981.

Субботин В.И., Ибрагимов М.X., Ушаков П.А. и др. Гидродинамика и теплообмен в атомных энергетических установках (основы расчета). М.: Атомиздат, 1975.

Гидродинамика и безопасность ядерных энергетических установок. Сб. трудов ГНЦ РФ — ФЭИ в 3 т. Под ред. А.Д. Ефанова, Б.Н. Габриановича, Н.Н. Давиденко и др. Обнинск, ГНЦ РФ — ФЭИ, 1999.

Сорокин А.П., Кузина Ю.А., Орлов А.И. Экспериментальное моделирование процессов гидродинамики и теплообмена в реакторах с тяжелыми жидкометаллическими теплоносителями. — Вопросы атомной науки и техники. Сер. Ядерно-реакторные константы, 2019, № 1, с. 226—258.

Ибрагимов М.X., Субботин В.И., Бобков В.П. и др. Структура турбулентного потока и механизм теплообмена в каналах. М.: Атомиздат, 1978.

Булев Н.И. Пространственная модель турбулентного обмена. М.: Наука, 1999.

Жуков А.В., Сорокин А.П., Ушаков П.А. и др. Теплофизическое обоснование температурных режимовТВС быстрых реакторов с учетом факторов перегрева. Гидродинамические характеристики в ТВС быстрых реакторов: Препринт ФЭИ-1816, 1985.

Габрианович Б.Н., Дельнов В.Н. Особенности гидродинамики проточных частей коллекторных систем теплообменников и реакторов ЯЭУ. Саров, ФГУП «РФЯЦ — ВНИИЭФ», 2016.

Гордеев С.С., Сорокин А.П. Влияние различных факторов на формирование температурного поля активной зоны реакторов на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем в процессе кампании. — Вопросы атомной науки и техники. Сер. Ядерно-реакторные константы, 2018, № 2, с. 226—258.

Ушаков П.А. Приближенное тепловое моделирование цилиндрических тепловыделяющих элементов. — В сб.: Жидкие металлы. М.: Атомиздат, 1967, с. 137—148.

Жуков А.В., Сорокин А.П., Матюхин Н.М. Межканальный обмен в ТВС быстрых реакторов. М.: Энерго-атомиздат, 1989.

Жуков А.В., Сорокин А.П., Матюхин Н.М. Межканальный обмен в ТВС быстрых реакторов. Расчетные программы и практическое приложение. М.: Энерго-атомиздат, 1991.

Сорокин А.П., Богословская Г.П., Труфанов А.А., Денисова Н.А. Исследования влияния радиационного формоизменения ТВС на температурный режим и напряженно-деформированное состояние оболочки твэлов. — Атомная энергия, 2016, т. 120, вып. 6, с. 341—346. // Sorokin A.P., Bogoslovskaya G.P., Trufanov A.A., Denisova N.A. Investigation of the Effect of Radiation-Induced Shape Change of Fuel Assemblies on the Temperature Regime and Stress-Strain State of Fuel-Element Cladding. — Atomic Energy, 2016, v. 120, № 6, p. 418—425.

Опанасенко А.Н., Сорокин А.П., Труфанов А.А. и др. Экспериментальные исследования полей температуры и скорости на интегральной водяной модели. — Там же, 2017, т. 121, вып. 1, с. 21—27. // Opanasenko A.N., Sorokin A.P., Trufanov A.A. e.a. Experimental Studies of Coolant Temperature and Velocity on an Integrated Water Model of a Fast Reactor in Different Operating Regimes. — Atomic Energy, 2017, v. 123, № 1, p. 25—33.

Грабежная В.А., Михеев А.С. Опыт экспериментального обоснования парогенераторов АЭС с быстрыми реакторами. — Там же, 2015, т. 119, вып. 2, с. 87—94. // Grabezhnaya V.A., Mikheev A.S. Experience in Experimental Validation of the Steam Generators Used in NPP with Fast Reactors. — Atomic Energy, 2015, v. 119, № 2, p. 106—116.

Субботин В.И., Сорокин Д.Н., Овечкин Д.М., Кудрявцев А.П. Теплообмен при кипении металлов в условиях естественной конвекции. М.: Наука, 1969.

Сорокин А.П., Кузина Ю.А., Иванов Е.Ф. Особенности теплообмена при кипении жидкого металла в аварийных режимах в ТВС быстрых реакторов. — Атомная энергия, 2019, т. 126, вып. 2, с. 69—78. // Sorokin A.P., Kuzina Yu.A., Ivanov E.F. Characteristics of Heat Transfer During Boiling of Liquid Metal in the Fuel Assemblies of Fast Reactors in Emergency Regimes. — Atomic Energy, 2019, v. 126, № 2, p. 73—82.

Ивановский М.Н., Сорокин В.П., Субботин В.И. Испарение и конденсация жидких металлов. М.: Атомиздат, 1976.

Zhukov A.V., Sorokin A.P., Efanov A.D. e.a. Database and knowledge on thermal hydraulics of fast reactors. — In: Meeting IAEA, TWG—FR/123, 14—18 February 2005. Vienna: IAEA, 2005, p. 457—477.

Ефанов А.Д., Сорокин А.П., Жуков А.В. и др. База экспериментальных данных по теплогидравлике быстрых реакторов для верификации расчетных кодов. — Атомная энергия, 2009, т. 107, вып. 3, с. 128—136. // Efanov A.D., Sorokin A.P., Zhukov A.V. e.a. Experimental Database on Fast-Reactor Thermohydraulics for Computational Code Verification. — Atomic Energy, 2009, v. 107, № 3, p. 162—172.

Кириллов П.Л., Бобков В.П., Жуков А.В. и др. Справочник по теплогидравлическим расчетам в ядерной энергетике. Т. 1. М.: ИздАТ, 2010.

Ивановский М.Н., Сорокин В.П., Ягодкин И.В. Физические основы тепловых труб. М.: Атомиздат, 1978.

Ивановский М.Н., Сорокин В.П., Чулков Б.А., Ягодкин И.В. Технологические основы тепловых труб. М.: Атомиздат, 1980.

Сорокин А.П. Теплогидравлические исследования безопасности ЯЭУ с реакторами на быстрых нейтронах. — Теплоэнергетика, 2007, № 12, с. 29—36.

Казачковский О.Д., Жуков А.В., Сорокин А.П., Матюхин Н.М. Температурные поля в формоизмененных ТВС быстрых реакторов. — Атомная энергия, 1988, т. 65, вып. 2, с. 89—97. // Kazachkovskii O.D., Zhukov A.V., Sorokin A.P., Matyukhin N.M. Temperature Fields in Fast Reactor Fuel Assemblies with Shape Changes. — Atomic Energy, 1988, v. 65, № 2, p. 627—636.

Кузина Ю.А., Сорокин А.П., Жуков А.В. Численное моделирование теплогидравлики ТВС реакторов с блокировками. — Там же, 1999, т. 87, вып. 5, с. 342—356. // Kuzina Yu.A., Sorokin A.P., Zhukov A.V. Numerical Simulation of the Thermohydraulics of Reactor Fuel Assemblies with Blockages. — Atomic Energy, 1999, v. 87, № 5, Article Number 808.

Загорулько Ю.И., Жмурин В.Г., Ганичев Н.С. Экспериментальные исследования повреждаемости оболочек твэлов в условиях потери расхода теплоносителя через ТВС. — В сб.: Научно-технич. конф. «Теплофизические экспериментальные и расчетно-теоретические исследования в обоснование характеристик и безопасности ядерных реакторов на быстрых нейтронах (Теплофизика-2011)». Обнинск, ГНЦ РФ — ФЭИ, 2013, т. 1, с. 33—41.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.