ИССЛЕДОВАНИЕ КИПЕНИЯ ЩЕЛОЧНОГО ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ТВС БЫСТРЫХ РЕАКТОРОВ В АВАРИЙНЫХ РЕЖИМАХ С ЕСТЕСТВЕННОЙ КОНВЕКЦИЕЙ

А. П. Сорокин, Н. А. Денисова, Ю. А. Кузина, Г. А. Сорокин

Аннотация


В настоящей статье приведены результаты серии экспериментов АО «ГНЦ РФ — ФЭИ» по теплообмену и устойчивости циркуляции при кипении щелочных жидких металлов в моделях одиночных и системе параллельных ТВС в условиях естественной циркуляции. Показано, что кипение жидких металлов в ТВС формируется под воздействием разных факторов, имеет сложную структуру, характеризуется как устойчивыми, так и пульсационными режимами, возможным переходом к кризису теплообмена. Показывается влияние шероховатости поверхности твэлов на теплообмен и режимы течения двухфазного потока жидкого металла в пучках. Представлены результаты экспериментов по теплообмену при кипении натрия в модели ТВС с натриевой полостью над активной зоной реактора, показывающие возможность продолжительного охлаждения имитаторов твэлов в ТВС. Представлены зависимость от теплоотдачи при кипении и картограмма режимов течения двухфазного потока жидких металлов в ТВС. Показано согласие результатов расчетного моделирования и экспериментов кипения щелочных жидких металлов в одиночной модельной ТВС и системе параллельных ТВС. Рис. 10, список лит. 23 назв.

Полный текст:

PDF

Литература


Кузнецов И.А., Поплавский В.М. Безопасность АЭС с реакторами на быстрых нейтронах. Под общей ред. В.И. Рачкова. М.: ИздАТ, 2012. 632 с.

Ашурко Ю.М., Андреева К.А., Бурьевский И.В. и др. Исследование влияния натриевого пустотного эффекта реактивности на безопасность быстрого натриевого реактора большой мощности. — Изв. вузов. Ядерная энергетика, 2014, № 3, с. 5—13.

Ашурко Ю.М., Волков А.В., Раскач К.Ф., Соломонова Н.В. Влияние нейтронно-физической модели на расчет тяжелой аварии с кипением натрия в быстром реакторе. — Атомная энергия, 2017, т. 122, вып. 4, с. 183—189.

Sorokin G.A., Sorokin A.P. Experimental and numerical investigations of liquid metal boiling in fuel subassemblies under natural circulation conditions. — In: Proc. of the First COE-INES Intern. October 31 — November 4 2004. Tokyo, Japan, 2005, v. 47, № 1—4, p. 656—663.

Kaizer A., Huber F. Sodium boiling experimental a low power under natural convection. — Nucl. Engng Des., 1987, v. 100, № 3, p. 367—376.

Yamaguchi K., Nakamura H., Haga K. Boiling and dry out condition in disturbed cluster geometry and their application to the LMFBR local fault assessment. — J. Nucl. Sci. Engng, 1984, v. 39, p. 464—474.

Efanov A.D., Sorokin A.P., Ivanov Eu.F. e.a. An investigation of the heat transfer and stability of liquid-metal coolant boiling in a natural circulation circuit. — Thermal Engng, 2003, v. 50, № 3, p. 194—201.

Efanov A.D., Sorokin A.P., Ivanov E.F. e. a. Heat transfer under natural convection of liquid metal during its boiling in a system of channels. — Ibid., 2007, v. 54, № 3, p. 214—222.

Ninokata H., Okano T. SABENA: subassembly boiling evaluation numerical analysis. — Nucl. Engng Des., 1990, v. 120, № 3, p. 349—360.

Сорокин Г.А., Ниноката Х., Эндо Х. и др. Экспериментальное и расчетное моделирование теплообмена при кипении жидкого металла в системе параллельных тепловыделяющих сборок в режиме естественной конвекции. — Изв. вузов. Ядерная энергетика, 2005, № 4, с. 92—106.

Sorokin G.A., Ninokata H., Sorokin A.P. e.a. Numerical study of liquid metal boiling in the system of parallel bundles under natural circulation. — J. Nucl. Sci. Techn., 2006, v. 43, № 6, p. 623—634.

Першуков В.А., Архангельский Н.В., Кононов О.Е., Сорокин А.П. Теплофизическая стендовая база атомной энергетики России и Казахстана. Саров, ФГУП «РФЯЦ — ВНИИЭФ», 2016. 160 с.

Сорокин А.П., Кузина Ю.А., Иванов Е.Ф. Теплообмен при кипении жидкометаллических теплоносителей в ТВС быстрых реакторов в аварийных режимах. — Вопросы атомной науки и техники. Сер. Ядерно-реакторные константы, 2018, вып. 3, с. 176—194.

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—76.

Costa J., Charlety P. Critical-flow experiments in a forced-convection boiling-sodium loop. — Progress Heat Mass Transfer, 1973, v. 7, p. 102—109.

Fauske H., Grolmes M. Pressure drop for forced convection flashing sodium. — In: Symp. on Liquid Metal Heat Transfer and Fluid Dynamics. NY, 1970, v. 30, p. 71—78.

Зейгарник Ю.А., Литвинов В.Д. Кипение щелочных металлов в каналах. М.: Наука, 1983. 127 с.

Боришанский В.М., Кутателадзе С.С., Новиков И.И., Федынский О.С. Жидкометаллические теплоносители. М.: Атомиздат, 1976. 328 с.

Боришанский В.М., Готовский М.А., Фирсова Э.В. Теплоотдача к жидким металлам в продольно омываемых пучках стержней. — Атомная энергия, 1969, т. 27, вып. 6, с. 549—551.

Shah M. A survey of experimental heat transfers data for nuclear pool boiling of liquid metals and new correlateons. — Intern. J. Heat Fluid Flow, 1992, v. 13, № 4, p. 370—379.

Корхов О.А., Богословская Г.П., Сорокин А.П. О сопоставлении данных по кипению жидких металлов: Препринт ФЭИ-2649, 1997. 30 с.

Кириллов П.Л. Банк данных по теплообмену в жидких металлах: Препринт ФЭИ-3276, 2017. 40 с.

Сорокин А.П., Иванов Е.Ф., Мальков В.Л. и др. Экспериментальные исследования теплообмена и устойчивости кипения жидкометаллического теплоносителя в контуре естественной циркуляции: Препринт ФЭИ-2631, 1997. 32 с.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.