Задачи интерпретации измерений динамических характеристик с позиций математической теории реакторов

Вид материала

Содержание

Подобный материал:

1 2 3 4

ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕПЛООБМЕНА НЕИЗОТЕРМИЧЕСКОГО КОНТУРА, ВКЛЮЧАЯ ПОЛЯ ТЕМПЕРАТУР И СКОРОСТЕЙ
В ПОТОКЕ СВИНЦОВОГО ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ ПРИ КОНТРОЛЕ СОДЕРЖАНИЯ ПРИМЕСИ КИСЛОРОДА

Настоящие испытания отличались от проведенных ранее тем, что при контролируемом и управляемом изменении состояния и состава примесей в теплоносителе и в контуре измерения характеристик теплообмена в участках нагрева и охлаждения производились одновременно. Цель проведенной работы – получение обоснованных расчетных формул для инженерных расчетов поверхностей теплообмена. Поля скоростей определялись специально сконструированным устройством для измерения локальной скорости жидкого металла. Проведенные исследования позволяют оценивать характеристики теплообмена ТЖМТ от наличия, содержания и состояния примесей в пристенной области и в потоке теплоносителя.

С.Ю. САВИНОВ, А.В. БЕЗНОСОВ, М.А. АНТОНЕНКОВ

Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева

СОВМЕЩЕННЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК МГД-СОПРОТИВЛЕНИЯ И ТЕПЛООБМЕНА, ВКЛЮЧАЯ ПОЛЯ СКОРОСТЕЙ В ПОТОКЕ ТЖМТ
В ПОПЕРЕЧНОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ

Целью данной работы является определение оптимальных характеристик оксидных электроизолирующих покрытий (ЭИП), при которых происходит заметное снижение величины гидравлического сопротивления при малом ухудшении характеристик теплообмена при течении ТЖМТ в канале круглого сечения в поперечном магнитном поле, а также исследование поля скорости в канале круглого сечения. Оксидные ЭИП оказывают значительное влияние на характеристики теплообмена и величину гидравлического сопротивления канала, на поле скорости при течении эвтектики в поперечном магнитном поле. Варьирование характеристик ЭИП приводит к изменению степени влияния поперечного магнитного поля на характеристики теплообмена и поля скоростей.

М.В. ЯРМОНОВ, А.В. БЕЗНОСОВ, С.Ю. САВИНОВ

Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева

ИССЛЕДОВАНИЯ ПРЯМОКОНТАКТНОГО ТЕПЛООБМЕНА СВИНЦОВЫЙ ТЕПЛОНОСИТЕЛЬ – ВОДА, ПАР

В контурах со свинцовым и свинец-висмутовым теплоносителями прямоконтактный теплообмен может осуществляться в двухконтурных реакторных установках при аварийной ситуации «межконтурная неплотность парогенератора». Одним из определяющих критериев прямоконтактного теплообмена является размер образований воды, пара, вводимых в жидкий металл. Работы включали расчетно-теоретические исследования теплообмена от поверхности жидкого металла к испаряющейся капле воды и экспериментальные исследования. Результаты исследований рекомендуются для использования при анализе целесообразности реализации концепции прямоконтактных парогенераторов тяжелый жидкометаллический теплоноситель – вода, пар, а также при анализе аварии «межконтурная неплотность парогенератора».

М.А. АНТОНЕНКОВ, А.В. БЕЗНОСОВ, Д.В. КУЗНЕЦОВ

Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК РАБОТОСПОСОБНОСТИ КОНТАКТНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ КОНСТРУКЦИЙ В СРЕДЕ ТЖМТ

Целью настоящей работы является разработка рекомендаций по конструктивному исполнению и оптимальным условиям эксплуатации контактных элементов механизмов, работающих в среде высокотемпературных ТЖМТ (подшипниковых опор скольжения, зубчатых зацеплений и др.). Понимание специфики фрикционных процессов в узлах механизмов работающих в условиях контуров с высокотемпературными ТЖМТ позволит получить оптимальные технико-экономические показатели ЯЭУ. Исследовались характеристики процессов изнашивания стальных и чугунных подшипниковых опор скольжения различных типов вертикальных валов (насосов и зацеплений) работающих в среде ТЖМТ при температуре до 510 ºC, содержании термодинамически активного кислорода в расплаве от 10^-4 до 10⁰ и при наличии твердой фазы оксидов теплоносителя.

А.В. БЕЗНОСОВ, Т.А. БОКОВА, П.А. БОКОВ, М.C. КУСТОВ

Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева

МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ВВОДА ГАЗОВОЙ СМЕСИ В ТЖМТ

Необходимым условием длительной безопасной работы контура с ТЖМТ является проведение периодических обработок контура восстановительными газовыми смесями для очистки теплоносителя и поверхностей контура от его оксидов путем их восстановления с образованием чистого металла и паров воды. Это устройство должно вводиться в состав свинцового или свинец-висмутового контура РУ. Цель данной работы состояла в создании такого устройства и его испытаний на водяном и свинцовом теплоносителях. При проведении испытаний предполагается проведения исследований с подачей в газовую полость массообменника не только водорода, но и кислорода, что в случае получения положительных результатов, следует рассматривать как достоинство предлагаемой конструкции.

А.С. КОРСУН

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)

Свойства тензора сопротивления при обтекании потоком жидкости стержневых структур

Коэффициент, связывающий силу сопротивления со скоростью жидкости обтекающей стержневую структуру, является тензорной величиной. Возможный вид тензора установлен, используя теорию матричных полиномов. Особенностью тензора является то, что главные компоненты тензора зависят от угла, под которым обтекается сборка стержней. Этот факт подтвержден экспериментальными измерениями. Согласно анализу это возможно только при нелинейной зависимости сопротивления от скорости потока. Установлено с использованием второго начала термодинамики, что для главных компонент тензора допустимо принимать отрицательные значения. Определены пределы отрицательных значений в зависимости от угла обтекания. При независимости тензора сопротивления от угла обтекания главные компоненты должны быть положительными.

А.С. Корсун, Ю.А. Маслов, И.Г. Меринов, В.С. Харитонов

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)

ЦИРКУЛЯЦИЯ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ТВС
С ПЕРЕМЕШИВАЮЩИМИ РЕШЕТКАМИ В РЕАКТОРЕ ВВЭР

В настоящее время является актуальной задача повышения тепловой мощности реакторной установки. Для этой цели разрабатываются новые конструкции тепловыделяющих сборок (ТВС), в которых могут использоваться решетки, предназначенные для перемешивания теплоносителя в пределах активной зоны.

В данной работе проведено расчетное моделирование гидродинамических характеристик одной из предложенных конструкций ТВС с перемешивающей решеткой секторного типа. Приводятся результаты расчетов затухания закрутки потока теплоносителя по длине канала и по воздействию закрутки на уменьшение неравномерности температур на выходе из ТВС. Расчеты проводились с учетом зависимости компонент тензора сопротивления от угла обтекания. Полученные результаты будут учтены при выборе варианта конструкции перемешивающей решетки.

М.П. Никитенко, С.Б. Рыжов, В.А. Мохов,
А.Е. Четвериков, Ю.А. Аникеев, В.М. Махин,
А.Н. Чуркин, С.В. Шмелев

ОАО Опытное конструкторское бюро «Гидропресс», Подольск

КОРПУСНЫЕ РЕАКТОРЫ СО СВЕРХКРИТИЧЕСКИМИ
ПАРАМЕТРАМИ ПАРА. КОНСТРУКТОРСКИЕ
И СХЕМНО-РЕЖИМНЫЕ ПРОРАБОТКИ РУ 4-ГО ПОКОЛЕНИЯ ВВЭР-СКД

В докладе приведены сведения по параметрам и конструкции инновационного корпусного водоохлаждаемого реактора ВВЭР-СКД и схемным решениям по блоку с ВВЭР-СКД, при реализации которых могут быть достигнуты целевые показатели, предъявляемые к ЯЭУ нового поколения. Основные параметры теплоносителя:

- температура на входе в активную зону – 290 ºС;

- температура на выходе из активной зоны – 540 ºС;

- давление на выходе из активной зоны – 24 МПа.

А.Н. ЧУРКИН¹, В.А. МОХОВ¹

И.Д. РЯБОВ², В.С. ХАРИТОНОВ²

¹ОАО Опытное конструкторское бюро «Гидропресс», Подольск

²Московский инженерно-физический институт (государственный университет)

Методика расчета процессов тепло-массопереноса в ТВС ВВЭР при кипении теплоносителя в струе

В докладе представлена методика расчета процессов тепло-массопереноса для определения локальных параметров теплоносителя, условий теплообмена, запаса до кризиса теплоотдачи и температуры конструкционных элементов в ТВС ВВЭР для АЭС-2006. Рассматриваются только стационарные режимы нормальной эксплуатации. Предлагаемая методика позволяет учесть наличие в ТВС перемешивающих решеток и кипение теплоносителя в струе наиболее теплонапряженной ТВС.

Данная методика расчета основана на широко используемой в инженерных расчетах поканальной (поячейковой) методике.

П.В. Ягов, А.Н. Чуркин, И.Г. Щекин

ОАО Опытное конструкторское бюро «Гидропресс», Подольск

Испытания программы ТЕМПА-СК: Моделирование течения теплоносителя в каналах

Программа ТЕМПА-СК предназначена для исследования стационарных и нестационарных процессов тепломассопереноса в тепловыделяющих сборках реакторов с водой сверхкритического давления, в том числе при наличии значительных локальных неоднородностей. Испытания программы включали проверку выполнения законов сохранения, сравнение результатов расчетов с аналитическими решениями задач и экспериментальными данными, а также исследование влияния на результаты расчетов исходных данных.

В работе представлено описание программы ТЕМПА-СК. Приведены описания тестовых задач, данные экспериментов и результаты расчетов по программе.

В.М. Махин

ОАО Опытное конструкторское бюро «Гидропресс», Подольск

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ДИСПЕРСНОЙ КОМПОЗИЦИИ
«ДИОКСИД УРАНА – АЛЮМИНИЙ»: ВЛИЯНИЕ РАЗМЕРА
ЧАСТИЦ И РЕАКТОРНОГО ОБЛУЧЕНИЯ

На основе расчетных исследований сделана попытка объяснения установленных в 70-е годы 20 века фактов резкого снижения теплопроводности дисперсной композиции «Диоксид урана – алюминий» при использовании мелких частиц диоксида урана (размер частиц матрицы более, чем в 4 раза больше размера частиц диоксида урана), а также результатов измерения теплопроводности данной композиции в условиях реакторного облучения. Показана возможность изменения теплопроводности в широком интервале выбором размера частиц.

И.А. КРУГЛОВ, О.А. МИШУЛИНА, Б.Е. ШУМСКИЙ

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)

ПРИМЕНЕНИЕ НЕЙРОСЕТЕВЫХ СТРУКТУР
ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПОЛЯ
ЭНЕРГОВЫДЕЛЕНИЯ В АКТИВНОЙ ЗОНЕ ВВЭР-1000

В работе предложена динамическая нейросетевая модель пространственного поля энерговыделения в активной зоне ВВЭР-1000. Модель состоит из группы взаимодействующих нейросетевых модулей, каждый из которых имеет определенное функциональное назначение. Модель позволяет на основании данных о положении органов регулирования системы управления и защиты воспроизвести динамику энерговыделения в отдельном узле активной зоны; группе узлов, в произвольной горизонтальной плоскости, а также построить аксиальные профили энерговыделения тепловыделяющих сборок. Погрешность разработанной нейроструктурной модели поля энерговыделения не превышает погрешности соответствующих измерительных приборов. Приводятся результаты обучения и тестирования нейросетевой модели.

М.А. КАЛИШ

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)

РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ
ТЕПЛОГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ЯЭУ НА ОСНОВЕ
МЕТОДА ГАЛЁРКИНА

Работа посвящена разработке новых подходов к моделированию теплогидравлики в одномерных комплексах (системах трубопроводов) Наиболее естественным методом для этого является метод Галеркина, поэтому в работе рассматривается применение этого метода на примере уравнения Бюргерса и уравнений изотермического течения сжимаемого газа в трубе.

И.С. БЫКОВ, В.И. ДЕЕВ, К.В. КУЦЕНКО, А.А. ЛАВРУХИН, В.С. ХАРИТОНОВ

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)

ТЕОРетическое и экспериментальное исследование

нестационарного кризиса кипения ВОДЫ

при наличии начального тепловыдления

в нагревателе

Проведено экспериментальное исследование и предложена методика расчета динамических характеристик нестационарного кризиса кипения насыщенной воды при быстром увеличении мощности тепловыделения в греющей стенке в зависимости от начального уровня тепловой нагрузки. Показано, что доля теплоотдающей поверхности, занятой паром до момента наброса мощности тепловыделения, сильно влияет на характеристики перехода к пленочному режиму кипения. Значительные флуктуации этой величины при заданном начальном уровне тепловой нагрузки приводят к большому разбросу экспериментальных данных.

И.С. БЫКОВ, В.И. ДЕЕВ, К.В. КУЦЕНКО, А.А. ЛАВРУХИН

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)

Динамика схлопывания парового пузыря

при кипении воды с недогревом

Проведено расчетно-теоретическое исследование динамики парового пузыря при кипении недогретой до температуры насыщения воды. Показано, что скорость границы схлопывающегося парового пузыря в объеме недогретой жидкости может достичь скорости звука. При этом температура пара может составить несколько тысяч градусов. Для подтверждения этой гипотезы проведено экспериментальное исследование. Обнаружено, что при импульсном подводе тепла к платиновой проволочке, помещенной в большой объем недогретой воды, пережог происходит при средней температуре значительно меньшей, чем ее температура плавления. Данный факт объясняется значительной неоднородностью температуры по длине проволочки. При схлопывании пузыря его температура может существенно превысить температуру плавления материала, то в месте контакта пузыря с нагревателем может произойти его локальное разрушение.

В.И. БОЛЬШАКОВ, Л.Г. КУДРОВА, В.А. ПОНОМАРЕВ

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)

ИССЛЕДОВАНИЕ РАДИАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
СВЕТОПРОЗРАЧНОЙ ЛУЧИСТОЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ

Представлено исследование радиационных характеристик композиционных наноматериалов на основе металлизированных покрытий.

Во многих случаях, когда лучистые потери не могут быть компенсированы конвективным подводом тепла, необходимо предпринимать меры по их устранению. Это особенно важно в аэрокосмической, металлургической отраслях, медицине, причем применяемая защита не должна искажать цветовосприятие человека. Композиционные материалы на основе полиметилметакрилата и супертонкого слоя серебра образуют псевдопористый слой с размерами пустот и металлических образований 0.1 – 0.2 мкм. Исследование структуры такого покрытия прямыми и косвенными методами подтвердило возможность создания аналогичной пористой, прочной и дешевой пленки на основе алюминия с искусственным созданием пустотной сетки-матрицы.

В.Б. КРУГЛОВ, И.Г. ПОЗДЕЕВА

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТВЭЛОВ
С ВИБРОУПЛОТНЕННЫМ ТОПЛИВОМ ДЛЯ РЕАКТОРОВ ТИПА БН-600 НЕСТАЦИОНАРНЫМ МЕТОДОМ

Предложен метод определения температуропроводности топливного сердечника, тепловой проводимости контакта топливо-оболочка, теплоемкости для тепловыделяющих элементов реакторов типа БН-600 с виброуплотненным топливом. Определены характеристики экспериментальной установки и сформулированы требования к измерительной аппаратуре. Сделан вывод о необходимости создания специализированного блока нагрева и пирометра для регистрации изменения температуры.

И.Е. Голубев, С.А. Майстренков

ФГУП Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических
материалов им. А.А. Бочвара, Москва

РАСЧЕТНЫЕ Исследования напряженно-деформированноГО состояниЯ сферических
микротопливных частиц с плоскими гранями

Микротопливные элементы с многослойным покрытием (МТ) уже зарекомендовали себя в атомной отрасли. Их способность удерживать продукты деления, обеспечивать более высокое выгорание объясняют интерес к исследованиям данного типа топлива. В традиционных расчётных моделях предполагается идеальная сферичность МТ. Однако при изготовлении, не удается получить идеальную форму топливных частиц. Высокие требования по удержанию продуктов деления, предъявляемые к топливу современных реакторов, привели к необходимости расчетного моделирования поведения МТ, имеющих отклонения от сферической симметрии в условиях реакторного облучения. В данной работе исследовалось напряженно-деформированное состояние покрытий МТ, имеющих плоские грани. Сравнивались различные критерии надежности топливных частиц.

И.А. МОЛЕВ,С.Б. ВЫГОВСКИЙ

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)

УТОЧНЕНИЕ МОДЕЛИ ОСТАТОЧНОГО ЭНЕРГОВЫДЕЛЕНИЯ
В АКТИВНОЙ ЗОНЕ ЯЭУ И ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДАННОЙ МОДЕЛИ НА АЭС С РЕАКТОРОМ ВВЭР-1000

Представлена модель остаточного энерговыделения в активной зоне реактора ВВЭР. Особенностью модели является то, что в ней уточняется стандарт американского ядерного общества по экспериментальным данным Балаковской АЭС по остаточному энерговыделению тепловыделяющих сборок, хранившихся в бассейне выдержки, и по экспериментальным данным Волгодонской АЭС по аварийному режиму, связанному с непосадкой предохранительного клапана на одном из парогенераторов. В настоящее время модель используется в полномасштабном тренажере 3-го блока Калининской АЭС, анализаторе реакторной установки ВВЭР-1000 в ядерно-физической лаборатории Калининской АЭС и анализаторе реактора ВВЭР-1000 в ядерно-физической лаборатории Волгодонской АЭС

С.Ю. ЯКИМЧУК¹, А.С. КОЛОКОЛ², В.С. ХАРИТОНОВ¹

¹Московский инженерно-физический институт (государственный университет)

²Российский научный центр «Курчатовский институт», Москва

ПРОБЛЕМЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
термодинамики Регулярной РЕШЕТКИ
МЕТОДОМ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИНАМИКИ

При построении молекулярно-динамической (МД) модели кристаллической решетки важным является точный выбор параметра элементарной ячейки. Как правило, при МД-расчетах этому вопросу уделяется мало внимание. Между тем, коллективная динамика регулярной решетки может вносить существенный вклад на результаты МД-моделирования.

В докладе проведено молекулярно динамическое моделирование диоксида урана в широком температурном диапазоне от 298 К до 3000 К. Представлено сравнение различных парных потенциалов взаимодействия. Изучено влияние размера элементарной решетки на характеристики МД-модели, в частности, на масштабы флуктуаций статического давления.

В.И. ДЕЕВ, Е.А. ПРУШИНСКАЯ

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)

ПЛАВУЧАЯ АТЭЦ ДЛЯ УДАЛЕННЫХ РАЙОНОВ СЕВЕРА

Приведены данные расчетов тепловой схемы и элементов основного энергооборудования плавучей атомной энергетической установки с ядерным реактором типа КЛТ-40 для снабжения электрической энергией и теплом промышленных поселков в прибрежных районах крайнего Севера. Принятая в проекте общая тепловая мощность энергоблока составляет 150 МВт, электрическая мощность в номинальных режимах эксплуатации – 70 МВт, тепловая энергия, передаваемая потребителю – 50 Гкал/ч. Представлены результаты эскизной проработки конструкции прямоточного парогенератора, состоящего из 37-ми отдельных змеевиковых модулей, вырабатывающих перегретый пар давлением 3,72 МПа с температурой 290С. Теплофикационная вода давлением 2,3 МПа с температурами на входе/выходе сетевого контура 130/70С подогревается в кожухотрубчатых теплообменниках паром, отбираемым из турбины при давлении 0,32 МПа.

Д.П. КОРОТКОВ, А.С. МАЙРАПЕТЯН, В.С. ХАРИТОНОВ

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО ОТКЛИКА ВТСП БОЛОМЕТРА ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ОПТИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ МАЛОЙ СКВАЖНОСТИ

Данная работа посвящена исследованию теплового отклика ВТСП болометра на основе Bi-Sr-Ca-Cu-O, при воздействии оптических импульсов малой скважности. Была проведена проверка деградации болометрической пленки от времени по прошествии 10 лет эксплуатации и хранения в естественных условиях. Проведено исследование тепловой релаксации болометра при воздействии оптических импульсов длиной волны 820…850 нм и длительностью 100 нс. Приведены описания экспериментальной установки, схемы эксперимента и результаты анализа полученных данных.Методика и результаты исследований могут быть полезны при разработке датчиков в оптических системах связи и тепловых детекторов.

М.М. ЛЯХОВИЦКИЙ, В.В. РОЩУПКИН, М.А. ПОКРАСИН,
Н.А. МИНИНА, А.Г. КОЛЬЦОВ¹, Н.Л. СОБОЛЬ

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН

¹Московский инженерно-физический институт (государственный университет)

ИССЛЕДОВАНИЕ АКУСТИЧЕСКИХ И ДИЛАТОМЕТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СТАЛИ ЭК-173

Приводятся данные акустических и дилатометрических исследований стали ЭК-173 в диапазоне 20-1000ºС.

Исследуемая сталь представляет собой нержавеющую сталь аустенитного класса со следующим содержанием основных легирующих элементов :Ti - 2,1%, Cr - 17,9%, Mn – 1.67%, Ni – 41%, Mo – 5,17%.

Измерения акустических параметров проводилось на коротких проволочных образцах с помощью акустического комплекса АКПАР.

Измерения измерений линейных размеров образцов проводились на высокоскоростном термическом дилатометре DL-1500-RH.

По результатам измерений получена также температурная зависимость модуля Юнга в исследуемом температурном интервале.

М.М. ВАСЮКОВ, А.В. ОСИНЦЕВ, В.П. ЩЕПИНОВ

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)

Blog

Задачи интерпретации измерений динамических характеристик с позиций математической теории реакторов

Содержание