Пассивное гидропрофилирование активной зоны ядерного реактора
Существует возможность применения пассивных систем не только в системах безопасности ядерных реакторов, но и их использование для повышения эффективности и улучшения теплогидравлических характеристик исследовательских реакторов. В качестве примера рассмотрено применение системы пассивного гидропрофилирования ячеек активной зоны бассейнового реактора РБТ-6 с использованием изгиба биметаллических платин (БП) при изменении температуры на выходе из ТВС.
![](https://infoingenering.ru/wp-content/uploads/2022/09/%D1%8F%D0%AF%D1%87%D0%AF%D0%BC%D1%81%D0%B2.jpg)
Введение
Эффективность работы ядерных реакторов во многом зависит от плотности потока нейтронов в активной зоне. Как правило, активная зона ядерного реактора формируется из тепловыделяющих сборок (ТВС), в которых размещены тепловыделяющие элементы (твэлы) с делящимся веществом. Чаще всего в качестве делящегося вещества используют диоксид урана, обогащенный по изотопу U-235. При делении урана выделяется много тепла, которое необходимо постоянно и эффективно отводить, поэтому через ТВС прокачивается большое количество теплоносителя.
Энерговыделение в ТВС активной зоны распределяется неравномерно – в центральной части оно выше, чем в периферийной, поэтому для повышения эффективности теплоотвода поток теплоносителя желательно также распределять с учетом различия мощности ТВС в отдельных ячейках активной зоны. Так для оптимизации теплоотвода в активных зонах энергетических реакторов применяется гидравлическое профилирование – неодинаковое распределение потоков теплоносителя по ТВС. В центральные сборки, где большее тепловыделение, направляется больше теплоносителя, в периферийные – меньшее. Таким образом, обеспечивается выравнивание температур теплоносителя в разных точках на выходе из активной зоны [1]. В энергетических реакторах с хорошо известными и слабо меняющимися характеристиками неравномерности энерговыделения по ячейкам активной зоны осуществить гидравлическое профилирование распределения расходов по ТВС не так уж и сложно.
Однако, если речь идет об исследовательских реакторах с расположенными внутри активной зоны экспериментальными каналами, загрузка которых облучательными устройствами может создавать большие перекосы в распределении нейтронного потока. В качестве примера таких реакторов можно назвать реакторы РБТ-6, РБТ-10/2 и МИР.М1, действующие на площадке НИИАР. Первые два относятся к бассейновым реакторам – наиболее простому и распространённому типу исследовательских реакторов, а реактор МИР.М1 относится к канальным реакторам. И если высокая неравномерность между ТВС в канальном материаловедческом реакторе МИР.М1 определяется в основном особенностями требуемых параметров облучения в различных экспериментальных каналах, то в реакторах РБТ, в которых «дожигают» топливо после высокопоточного реактора СМ, это вызвано в основном тем, что из-за упрощенной конструкции активной зоны, отражатель нейтронов там практически отсутствует (если не считать 9 угловых блоков отражателя в РБТ-10/2).
Приоритетный выбор бассейновых исследовательских реакторов обусловлен длительной историей эффективной и безопасной эксплуатацией таких установок. При высокой степени безопасности такие реакторы обеспечивают плотность тепловых нейтронов, вполне достаточную для проведения большинства исследований, в которых используются тепловые нейтроны
К недостаткам реакторов этого типа можно отнести низкую температуру кипения в активной зоне из-за невысокого давления, что с учетом неравномерности энерговыделения по ТВС и, как правило, недопустимости поверхностного кипения на твэлах, существенно ограничивает мощность реактора. Применением гидропрофилирования потоков теплоносителя по ячейкам активной зоны, можно повысить мощность реактора и плотность нейтронного потока в каналах облучения при сохранении общего расхода в первом контуре. Оценка эффективности гидропрофилирования активной зоны для повышения мощности проводилась на примере исследовательского реактора РБТ-6. Реактор представляет собой бассейновый, водо-водяной реактор на тепловых нейтронах с номинальной мощностью 6 МВт и предназначен для проведения экспериментов по изучению свойств материалов в процессе длительного облучения при постоянных параметрах и режимах облучения. Испытание материалов производится при плотности нейтронного потока (1013 ÷ 1014) см-2с-1 в вертикальных каналах реактора, а активная зона реактора набирается из отработавших ТВС реактора СМ-3 с выгоранием менее 47% [2].
Активная зона выполнена в виде прямоугольного параллелепипеда с решеткой 8×8 ячеек в основании, где 56 мест заняты рабочими ТВС, а остальные отведены под экспериментальные каналы (Рисунок 1).
![](https://infoingenering.ru/wp-content/uploads/2022/09/%D0%98%D0%9A%D0%AB%D0%95.png)
Рисунок 1 – Вид реактора РБТ-6 с активной зоной
Из-за отсутствия отражателя в РБТ-6 энерговыделение по рабочим ТВС распределено очень неравномерно, с существенным завалом от центра к периферии активной зоны (Рисунок 2).
Именно эта неравномерность существенно ограничивает тепловые нагрузки в активной зоне, так как при отсутствии гидропрофилирования по рабочим ячейкам в максимально теплонапряженных ТВС необходимо обеспечить запас до кризиса теплоотдачи. Этот кризис для опускного движения теплоносителя в параллельных энерговыделяющих каналах бассейновых реакторов обусловлен достижением температуры насыщения на выходе из ячейки максимально теплонапряженного твэла. Решить проблему повышения тепловой мощности РУ РБТ-6 можно применив гидропрофилирование по рабочим ячейкам активной зоны, когда на более теплонапряженные ячейки направляется больший расход, а на менее теплонапряженные – пониженный расход при сохранении суммарного расхода через активную зону.
![](https://infoingenering.ru/wp-content/uploads/2022/09/%D0%9F%D0%A3%D0%9A.png)
Рисунок 2 – Типичное распределение относительной мощности ТВС по ячейкам активной зоны (по ТВС) реактора РБТ-6
Оценка возможности пассивного гидропрофилирования в исследовательских реакторных установках
Для бассейновых реакторов с нисходящим потоком теплоносителя в активной зоне целью гидропрофилирования является повышение запаса до кипения путем выравнивания температур теплоносителя на выходе из ТВС активной зоны. Это может быть обеспечено установкой дополнительного гидравлического сопротивления в ячейках с ТВС с относительно низким энерговыделением (периферийные и угловые ТВС в РБТ-6) для того чтобы перенаправить часть расхода теплоносителя в более теплонапряженные центральные ТВС.
Проблемой в осуществлении стационарного гидропрофилирования активной зоны является периодическое существенное перераспределения потока нейтронов по ТВС в зависимости от программы загрузки облучательных каналов. Поэтому идеальным дроссельным устройством было бы такое устройство, которое автоматически отслеживает относительное изменение мощности расположенной в этой ячейке ТВС и производит действие для соответствующего регулирования расхода.
Исходя из идентичности температуры теплоносителя на входе в ячейки активной зоны, алгоритм такого действия должен быть направлен на выравнивание температуры теплоносителя на выходе из различных ТВС: при увеличении температуры на выходе из сборки гидравлическое сопротивление дроссельного устройства должно уменьшаться, а при уменьшении температуры – увеличиваться.
Использование биметаллических пластин для регулировки расхода
Это возможно реализовать, в частности, применением биметаллических пластин (БП), изменяющих свой изгиб в зависимости от окружающей температуры. Этот изгиб может быть направлен на изменение проходного сечения в дроссельном устройстве ячейки активной зоны, т.е. приводить к изменению расхода через ТВС.
Принцип действия изгиба БП основан на различном линейном расширении составляющих эту пластину материалов. Линейное изменение размера ΔL пластины длиной L при изменении температуры на Δt находится из выражения ΔL = L×β×Δt , где β — коэффициент линейного расширения материала.
Например, для стали 12Х18Н10Т при температурах 20¸100 °С коэффициент линейного расширения составляет ~ 17×10-6 К-1, а для никелевого сплава инвара (32НКД) ~ 1×10-6 К-1 [3]. В этом случае, для пластин, например, длиной 0,4м, изменение температуры, например, на 10 °С приведет к следующему изменению длины этих материалов:
ΔL12Х18Н10Т = 0,4×17×10-6×10 =0,068 мм
ΔL32НКД = 0,4×1×10-6×10 =0,004 мм
Если принять, что нейтральная поверхность БП не меняет свою длину, то материал над нейтральной поверхностью растягивается, а под ней – сжимается (Рисунок 2.1), причем удлинение-сжатие пропорционально расстоянию от нейтральной поверхности y [4]: ΔL/L = y / R
α =360*L/(2πR) |
Таким образом, кривизна пластины 1/R = y×ΔL / L, где y – расстояние от нейтральной линии, соизмеримое с толщиной пластины. По определенной кривизне 1/R и длине пластины L определяется угол кривизны:
Δ =R – R cos(a)
![](https://infoingenering.ru/wp-content/uploads/2022/09/%D1%81%D0%BF%D1%82%D0%B2%D0%B0%D0%BF%D1%82.png)
Рисунок 3 – Схема изгиба биметаллической пластины
Приведенные расчетные оценки радиальных перемещений концевой части биметаллической пластины 12Х18Н10Т – инвар 32НКД показали принципиальную возможность подбора геометрических параметров БП, удовлетворяющих требованиям пассивности регулирования расхода в зависимости от температуры на выходе из ТВС. Более детальные термомеханические расчеты проводились 3D–геометрии с использованием программного комплекса SolidWorks
Конструкция дросселирующих термомеханических устройств с использованием БП
На Рисунке 4 показана возможная конструкция дросселирующих термомеханических устройств (ДТУ) с использованием БП для организации гидропрофидирования активной зоны реактора
РБТ-6. В анализируемой конструкции дросселирование потоков теплоносителя производится при помощи частично закрытых 4-х щелей в каждой ячейке, выполненных в виде жалюзи. Для выбранных параметров дросселирования длина щелей составляет 51 мм, а минимальная ширина раскрытия 1,5 мм.
![](https://infoingenering.ru/wp-content/uploads/2022/09/%D0%B2%D0%B0%D0%B2%D0%BF.png)
1 – пластинчатая решетка; 2 – ножка ТВС; 3 – биметаллическая пластина; 4 – жалюзийное дроссельное устройство; 5 – заслонка
Рисунок 4 – Вид сборки ячеек дросселирующих термомеханических устройств (сверху), конструкция отдельной ячейки (внизу справа) и подвижная жалюзийная заслонка (внизу слева)
Возможное размещение сборки ячеек с дросселирующими термомеханическими устройствами (ДТУ) под нижней плитой активной зоны в реакторе РБТ-6 показано на Рисунке 5.
![](https://infoingenering.ru/wp-content/uploads/2022/09/%D0%B0%D0%B2%D1%80%D0%BF%D1%8C.png)
Рисунок 5 – Размещение дросселирующих термомеханических устройств (ДТУ) под нижней опорной плитой корпуса реактора РБТ-6
Расчет термомеханических процессов изгиба БП при нагреве проводился в пакете Simulation/ SolidWorks. Принималось, что нулевой изгиб соответствует температуре 25°С. Длина изгибающейся части пластины равна 142 мм. Расчетный коэффициент линейного расширения для стали 12Х18Н10Т принимался равным 1,7×10-5 1/град, а для инвара – 1,2×10-6 1/град. Расчетные значения величины отклонения торцевой части БП длиной 142 мм при толщине пластин из стали 12Х18Н10Т и инвара по 0,5 мм при нагреве показаны на Рисунке 6.
После обработки полученных расчетных данных был создан макрос в EXCEL, позволяющий автоматически определять перемещение торца БП при выбранной толщине пластин и заданной температуре. Это дало возможность провести расчетный анализ гидропрофидирования при известной неравномерности энерговыделения по ячейкам активной зоны и заданном общем расходе через реактор.
![](https://infoingenering.ru/wp-content/uploads/2022/09/%D0%B9%D1%86%D0%B9%D1%86%D0%B9%D1%86.png)
Рисунок 6 – Расчетные значения изгиба БП длиной 142 мм при нагреве до 55 и 85°С для выбранных металлических пластин с толщиной 0,5 мм (SolidWorks / Simulation)
Результаты гидравлического расчета ячеек активной зоны РУ РБТ-6 при различном положении дросселирующей заслонки
Результатом серии расчетов по определению параметров гидропрофилирования активной зоны РБТ-6 с использованием ДТУ при различном положении заслонки, стала полученная гидравлическая характеристика расхода теплоносителя через дросселируемую ячейку с рабочей ТВС при перепадах давления на активной зоне 6, 10, 15 и 25 кПа и положениях заслонки, открывающих щели на 2,5; 3,5; 4,5 и 5,5 мм.
В качестве примера гидравлического расчета во SolidWorks / FlowSimulation на Рисунке 7 приведены результаты распределения в продольном сечении поля скоростей и давлений в ячейке ДТУ для перепада давления на активной зоне 10 кПа и ширине раскрытия жалюзийной
щели 4,5 мм.
![](https://infoingenering.ru/wp-content/uploads/2022/09/%D0%A1%D0%BD%D0%B8%D0%BC%D0%BE%D0%BA%D0%BA%D0%BF%D0%B0%D0%BA%D1%86%D1%83%D0%BF%D0%B0%D1%83%D0%BA.jpg)
Рисунок 7 – Результаты расчета во SolidWorks / FlowSimu профиля скоростей и давлений на ДТУ для перепада давления на активной зоне 10 кПа и ширине раскрытия щели 4 мм
После обработки полученных расчетных данных для гидравлической характеристики ячеек активной зоны с ДТУ в зависимости от перепада давления на зоне и ширины раскрытия щелей, в EXCEL был создан макрос, позволяющий автоматически определять объемный расход через ТВС активной зоны. Ширина раскрытия щелей определялась по деформации БП в зависимости от температуры на выходе из ТВС, которая, в свою очередь зависит от мощности ТВС и от расхода через ячейку.
При отсутствии гидропрофилирования подогрев теплоносителя определяется средним расходом по ячейкам и, поэтому, имеет высокую неравномерность (Рисунок 8). Максимальный подогрев теплоносителя в одной из центральных ячеек при мощности реактора 6 МВ достигает 15°С.
![](https://infoingenering.ru/wp-content/uploads/2022/09/%D1%8B%D0%B2%D1%8B%D1%80%D0%B8%D1%81-8.png)
Рисунок 8 – Распределение подогрева теплоносителя (в градусах Цельсия) по рабочим ячейкам активной зоны для мощности реактора 6 МВт при отсутствии гидропрофилирования
Параметры гидропрофилирования рассчитывались для каждой ячейки активной зоны в отдельности исходя из мощности ТВС. При расчете в EXCEL использовались макросы расчета смещения торца БП в зависимости от её температуры и макросы для определения объемного расхода при вычисленной ширине раскрытия щелей и заданному перепаду давления на активной зоне. Используя макросы подбирался объемный расход через ячейку, уравновешивающий подогрев пластины при известной мощности ТВС и её смещение, определяющее изменение расхода при изменении ширины щелей. Таким образом, для заданного перепада давления на активной зоне по каждой ячейке определяется ширина раскрытия дроссельных щелей и соответствующий расход теплоносителя, а затем все расходы суммировались и определялся расход через активную зону (за вычетом расхода через экспериментальные каналы).
Для принятой неравномерности энерговыделения по ячейкам РБТ-6 при штатной мощности реактора 6 МВт, температуре теплоносителя в баке реактора 60°С и общем расходе через 56 ТВС 570 м3/ч параметры расчетного раскрытия дросселирующих щелей по ячейкам приведено на Рисунке 9. При этом общий перепад давления на зоне и ДТУ составил 18 кПа. Соответствующее распределение расхода теплоносителя и подогрев в ТВС по ячейкам приведены на Рисунках 10 и 11.
![](https://infoingenering.ru/wp-content/uploads/2022/09/%D0%BF%D1%80%D1%80%D1%80%D0%BE%D1%80%D0%BF-11.png)
Рисунок 9 – Расчетное раскрытие дроссельных щелей (в миллиметрах) по ячейкам РБТ-6 при штатной мощности 6 МВт, температуре теплоносителя в баке реактора 60°С и общем расходе через 56 ТВС 570 м3/ч
![](https://infoingenering.ru/wp-content/uploads/2022/09/%D0%BF%D0%B0%D1%80%D1%8C%D0%BE%D0%BF%D0%B0-10-1024x719.png)
Рисунок 10 – Расчетное распределение расхода теплоносителя (в м3/с) по дросселируемым ячейкам РБТ-6 при штатной мощности 6 МВт, температуре теплоносителя в баке реактора 60°С и общем расходе через 56 ТВС 570 м3/ч
![](https://infoingenering.ru/wp-content/uploads/2022/09/%D1%82%D1%80%D0%B2%D1%8B%D0%BF%D0%B0-11.png)
Рисунок 11 – Расчетное распределение подогрева теплоносителя (в градусах Цельсия) по дросселируемым ячейкам РБТ-6 при штатной мощности 6 МВт, температуре теплоносителя в баке реактора 60°С и общем расходе через 56 ТВС 570 м3/ч
Из приведенной на Рисунке 11 гистограммы видно, что при использовании ДТУ максимальный подогрев в рабочих ТВС и разница в подогревах по ячейкам существенно снизились, что позволяет повысить мощность реактора без повышения температуры в активной зоне.
Было рассмотрено влияние гидропрофилирования на повышение температур при увеличении мощности реактора в 1,5 раза – с 6 МВт до 9 МВт. Повышение подогрева по ячейкам приводит к увеличению размеров дроссельных щелей и соответствующему перераспределению расходов и подогревов по ячейкам (Рисунок 12) при снижении перепада давления на активной зоне до 9 кПа.
Применение выбранной конструкции ДТУ из-за перераспределения расходов обеспечивает снижение соотношения подогревов теплоносителя между горячей и холодной ячейками с 4,2 до 2,2. Это также существенно влияет на изменение режима теплоотвода от твэлов – улучшает теплоотвод от твэлов с высоким энерговыделением и ухудшает для твэлов с низким энерговыделением.
![](https://infoingenering.ru/wp-content/uploads/2022/09/%D0%BC%D1%81%D0%BC%D1%81-12.png)
Рисунок 12– Расчетное распределение подогрева теплоносителя (в градусах Цельсия) по дросселируемым ячейкам РБТ-6 при мощности 9 МВт, температуре теплоносителя в баке реактора 60°С и общем расходе через 56 ТВС 570 м3/ч
Оценка влияния гидропрофилирования на теплотехническую надежность
Кризисные явления в реакторах бассейнового типа при относительно небольших расходах и опускном движении теплоносителя имеют специфические особенности, определяемые нестационарным характером развития процессов при кипении в каналах, и сопровождаются сложными неодномерными эффектами в двухфазном потоке. Эти особенности теплогидравлических процессов при малых скоростях циркуляции обусловлены увеличением вклада гравитационной составляющей перепада давления и сложным взаимодействием гравитационных и инерционно-вязкостных сил при совпадающем и противоположном направлении их действия.
Экспериментальные и расчетные исследования показывают, что в параллельных каналах активной зоны при малых скоростях общеконтурной циркуляции характер изменения теплогидравлических параметров в нестационарных и квазистационарных режимах, в том числе и в кризисных процессах, может качественно отличаться от аналогичных процессов при больших скоростях циркуляции или в одиночном канале при заданном через него расходе [5].
Для изучения этих режимов течения и кризисных явлений в многоканальной активной зоне при отсутствии или малых скоростях общеконтурной циркуляции с опускным направлением движения теплоносителя были проведены экспериментальные исследования [5-7], где показано, что в нестационарных условиях теплогидравлические процессы и кризисные явления в каждом отдельном тепловыделяющем канале определяются изменением перепада давления на активной зоне и распределением температур в верхней и нижней камерах реактора, которые зависят от межканального взаимодействия. Однако, изменение режима течения и кризисные явления возникают сначала в небольшой группе отдельных каналов, которые практически не влияют на изменение перепада давления на активной зоне, т. е. эти процессы можно рассматривать в условиях заданного перепада давления на теплонапряженном канале. Это позволило изучить процессы в максимально напряженных каналах активной зоны, связанные с началом кипения в них и переворотом (реверсом) циркуляции, которые могут привести к запариванию этого канала и к кризису теплоотдачи, являющемуся причиной разрушения твэлов. В работах [5-8] авторы выявили специфические особенности кризисных явлений при малых массовых скоростях теплоносителя.
Среди них можно отметить следующие:
• нестационарный характер развития кризиса теплообмена при кипении теплоносителя в канале, который сопровождается сложными неодномерными эффектами в двухфазном потоке;
• трудности фиксации кризиса и параметров потока в момент его возникновения при проведении экспериментальных исследований;
• необходимость учета гидродинамического взаимодействия параллельных каналов при исследовании кризисных явлений в многоканальных системах, равновероятного существования подъемного и опускного направлений движения теплоносителя в каналах, а также сепарационных и стратификационных явлений в коллекторах;
• сильное влияние теплогидравлической неустойчивости потока и, следовательно, конструктивных особенностей теплофизических стендов и моделей технологических каналов на результаты экспериментальных исследований.
По результатам анализа для каждой из установок РБТ и используя данные работ [5-8], критические параметры теплового потока могут коррелированы зависимостями, которые удобно задавать для определенных диапазонов расхода через активную зону.
Как показывает анализ экспериментальных данных, в диапазоне достаточно больших расходов (свыше 250м3/ч для РУ РБТ-6 и 350 м3/ч для РУ РБТ-10/2), режим критических тепловых нагрузок в активной зоне совпадает с началом кипения в максимально теплонапряженном канале, поэтому корреляция для критического теплового потока в случае отсутствия пассивного гидропрофилирования строится по точкам появления пара в активной зоне – в максимально теплонапряженной ячейке. Это объясняется тем, что появление пара в канале приводит к временному «запиранию» потока теплоносителя в горячей ячейке и его перераспределению по соседним (белее холодным) ячейкам. Но ситуация меняется, если применять пассивное гидропрофилирование, так как поверхностное кипение в потоке недогретой жидкости приводит конденсации в ядре потока и увеличению температуры теплоносителя на выходе из ячейки, что, в свою очередь, приводит к перемещению заслонки и увеличению расхода через ячейку, что частично нивелирует эффект «запирания» потока даже при начале поверхностного кипения. В этом случае неустойчивый режим течения и риск кризиса наступает при существенно больших мощностях ТВС.
Таким образом, если для недросселируемых ячеек кризис определяется достижением температуры насыщения на выходе в области горячего твэла, то для ячеек с ДТУ, при достаточном диапазоне открытия щелей, из-за положительной обратной связи параметров дросселирования ячеек по температуре на выходе из ТВС, риск кризиса наступает тогда, когда температура на выходе из ячейки горячего твэла приблизится к температуре насыщения при увеличенном расходе через неё относительно среднего расхода.
Влияние пассивного гидропрофилирования с применением БП на максимальные температуры теплоносителя и оболочки твэлов при повышении мощности реактора приведено на Рисунке 13.
Как видно из приведенной зависимости температур от мощности реактора, применение гидропрофилирования активной зоны РБТ-6 с использованием рассмотренной конструкции ДТУ позволяет увеличить мощность реактора и соответствующие нейтронные потоки.
Эффект от применение ДТУ, направленный на выравнивание температуры теплоносителя на выходе из ячеек активной зоны дает возможность более эффективно использовать теплообменное оборудование контуров охлаждения реактора. Это особенно важно для реакторов бассейнового типа с относительно низкими температурами в первом контуре.
Однако следует особо отметить не только положительные стороны от применения ДТУ, но и повышение рисков, связанных с возможным отказом механической системы с движущимися элементами. Поэтому необходимо с большой осторожностью относиться к любым системам, которые являются источниками потенциальной опасности нарушения теплоотвода от ТВС при их отказе или поломке. Целесообразность применения такой системы должна оцениваться при углубленном анализе, при котором будут сопоставлены все положительные и отрицательный факторы воздействия на реакторную установку.
![](https://infoingenering.ru/wp-content/uploads/2022/09/%D0%B0%D0%B2%D0%BF%D1%80%D0%BF%D0%B2%D0%B0%D0%BF.png)
Рисунок 13 – Влияние пассивного гидропрофилирования с применением БП на максимальные температуры теплоносителя на выходе из максимально теплонапряженной ТВС (синяя пунктирная линия), на выходе из ячейки максимально теплонапряженного твэла (красная пунктирная линия) и на максимальную температуру оболочки твэла (зеленая пунктирная линия)
Заключение
• Рассмотрена возможность использования пассивного гидропрофилирования активных зон ядерных реакторов c целью повышения их тепловой мощности и нейтронного потока;
• На примере реактора РБТ-6 рассмотрен вариант пассивной системы гидропрофилирования с использованием биметаллических пластин из нержавеющей стали 12Х18Н10Т и инвара;
• Произведен термоомеханический и теплогидравлический расчет работы дросселирующего термомеханического устройства (ДТУ) и показана его эффективность на примере расчетных оценок гидропрофилирования активной зоны реактора РБТ- 6;
• Применение выбранной конструкции ДТУ из-за перераспределения расходов обеспечивает расчетное снижение соотношения подогревов между горячей и холодной ячейками с 4,2 до 2,2;
• Показано, что применение для гидропрофилирования активной зоны РБТ-6 ДТУ позволяет увеличить мощность реактора и, соответственно, нейтронные потоки, без повышения температур в активной зоне;
• Применение ДТУ может существенно расширить возможности по загрузке облучательных устройств в активную зону, существенно повышающих неравномерность нейтронного потока по ячейкам с ТВС;
• Следует признать, что система с движущимися механическими частями несет в себе потенциальную опасность отказа, поэтому необходимо реально оценивать риски и принимать во внимание, что наряду с возможным улучшением нейтронно-физических характеристик активной зоны появляется дополнительный фактор риска в случае отказа механических элементов ДТУ.
Список источников
- Верхивкер Г.П., Кравченко В.П. / Основы расчета и конструирования ядерных энергетических реакторов. Учебник / Под общ. ред. Дубковского В.А. — Одесса: ТЕС, 2008. — 409 с, ил.
- http://www.niiar.ru/rbt_6_characteristics
- Физические величины: Справочник / Под редакцией И.С.Григорьева, Е.З.Мейлихова, М.: Энергоатомиздат, 1991
- Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М./Фейнмановские лекции по физике, т.7, М.: “Мир “, 1977
- Хабенский В. Б, Мигров Ю. А, Ефимов В. К. Режимы течения теплоносителя и кризисные явления в щелевом имитаторе твэла с байпасом при малых скоростях и опускном направлении общеконтурной циркуляции //Теплоэнергетика, 1991, №12. С41-46.
- Хабенский В. Б, Мигров Ю. А Особенности кризиса теплообмена в обогреваемых вертикальных каналах при низких параметрах теплоносителя// Сборник трудов НИТИ, С-Перербург 1997, С64-76.
- Umekawa H.. Ozawa M. and Miyazaki A. CHF in a Boiling channel under Oscillatory Flow Condition. — Proc of the 2nd Int. Conf. on Multiphase Flow. ’95-Kyoto, April 3—7, 1995 Kyoto, Japan, v. 3, CF-7-CF-14.
- Ozawa M, Umekawa H Proc. of the Germany-Japanese Symp on Multiphase FlowJCarlsruhe, Kjk 5389 (1994), p. 227.
uzikof@gmail.com
uzikov62@mail.ru
Address
Bratskaya st., 27 apt. 61 Dimitrovgrad, Ulyanovsk region, Russia, 433515
Call Us
+7 917 622 40 47