1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Теплоэнергетика
  4. № 12, 2023

Теплоэнергетика, 2023, № 12, стр. 5-11

Использование теплогидравлического модуля HYDRA-IBRAE/LM интегрального кода ЕВКЛИД для расчета парогенераторов установок с натриевым теплоносителем

И. А. Климонов a, Н. А. Мосунова a, В. Ф. Стрижов a, Э. В. Усов a, *, В. И. Чухно a

a Институт проблем безопасного развития атомной энергетики РАН
630090 г. Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, д. 1, Россия

* E-mail: usovev@gmail.com

Поступила в редакцию 19.06.2023
После доработки 12.07.2023
Принята к публикации 01.08.2023

Аннотация

Применение расчетных средств, опирающихся на современные физические и математические модели, для обоснования конструкторских решений различных элементов теплообменного оборудования позволяет экономить время, человеческие и финансовые ресурсы проектных организаций. Разнообразие проектируемых и существующих реакторов, различающихся как по конструкции, так и по типу теплоносителей, требует наличия универсального расчетного теплогидравлического кода широкого спектра использования. Разработанный в рамках проекта “Прорыв” теплогидравлический модуль нового поколения HYDRA-IBRAE/LM интегрального кода ЕВКЛИД удовлетворяет этим требованиям. Работа теплогидравлического модуля в составе интегрального кода позволяет существенно расширить спектр моделируемых режимов работы реакторных установок и, как следствие, отдельных элементов теплообменного оборудования. С помощью разработанного и аттестованного в НТЦ ЯРБ теплогидравлического модуля можно рассчитать теплогидравлику натриевого, свинцового, свинцово-висмутового, газового и водного теплоносителей в различном оборудовании АЭС. К наиболее сложным для моделирования относятся парогенераторы (ПГ) реакторных установок вследствие возможного присутствия в них теплоносителей двух типов. В настоящей работе представлены результаты исследований, демонстрирующие возможности кода корректно рассчитывать процессы в парогенераторах установок только с натриевым охлаждением, поскольку данные установки существуют и активно эксплуатируются в России и мире. Приведенные в статье данные позволяют сделать вывод, что созданный в ИБРАЭ РАН теплогидравлический модуль является эффективным средством для выполнения численного анализа сложных теплообменных процессов в реакторных установках. С помощью развитой системы замыкающих соотношений модуля можно проводить обоснование проектных теплотехнических решений применительно к отдельным элементам теплообменного оборудования.

Ключевые слова: теплогидравлический модуль, быстрый реактор, парогенератор, ядерная энергетическая установка, жидкометаллический теплоноситель, ЕВКЛИД, HYDRA-IBRAE/LM

Список литературы

  1. Базовые положения, текущее состояние разработки и перспективы дальнейшего развития теплогидравлического расчетного кода нового поколения HYDRA-IBRAE/LM для моделирования реакторных установок на быстрых нейтронах / В.М. Алипченков, А.М. Анфимов, Д.А. Афремов, В.С. Горбунов, Ю.А. Зейгарник, А.В. Кудрявцев, С.Л. Осипов, Н.А. Мосунова, В.Ф. Стрижов, Э.В. Усов // Теплоэнергетика. 2016. № 2. С. 54–64. 10.1134/S0040363616020016

  2. Система замыкающих соотношений двухжидкостной модели кода HYDRA-IBRAE/LM/V1 для расчета процессов при кипении натрия в каналах энергетического оборудования / Э.В. Усов, А.А. Бутов, Г.А. Дугаров, И.Г. Кудашов, С.И. Лежнин, Н.А. Мосунова, Н.А. Прибатурин // Теплоэнергетика. 2017. № 7. С. 48–55. https://doi.org/10.1134/S0040363617070104

  3. Физические модели для расчета разрушений твэла и активной зоны реактора с жидкометаллическим теплоносителем, реализованные в коде ЕВКЛИД/V2 / А.А. Бутов, В.С. Жданов, И.А. Климонов, И.Г. Кудашов, А.Э. Кутлиметов, Н.А. Мосунова, В.Ф. Стрижов, А.А. Сорокин, С.А. Фролов, Э.В. Усов, В.И. Чухно // Теплоэнергетика. 2019. № 5. С. 5–15. https://doi.org/10.1134/S0040363619050023

  4. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. Ч. I. М.: Наука, 1987.

  5. Один из этапов верификации теплогидравлического кода HYDRA-IBRAE/LM/V1 для расчета течения натриевого теплоносителя в сборках твэлов / Э.В. Усов, Н.А. Прибатурин, И.Г. Кудашов, А.А. Бутов, Г.А. Дугаров, Н.А. Мосунова, В.Ф. Стрижов, Е.Н. Иванов // Атомная энергия. 2015. Т. 118. Вып. 6. С. 309–313.

  6. Модели теплообмена кода СОКРАТ-БН для расчета кипения натрия в каналах разной геометрии / И.Г. Кудашов, Э.В. Усов, А.А. Бутов, И.С Вожаков, Н.А. Прибатурин, С.И. Лежнин, М.Е. Кузнецова, Ю.Ю. Виноградова, Р.В. Чалый, В.Н. Семенов, А.Л. Фокин, Н.И. Рыжов // Атомная энергия. 2014. Т. 117. Вып. 5. С. 261–265.

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

  8. Справочник по теплогидравлическим расчетам в ядерной энергетике. Т. 1. Теплогидравлические процессы в ЯЭУ / под ред. П.Л. Кириллова. М.: ИздАт, 2010.

  9. Юдов Ю.В., Волкова С.Н., Мигров Ю.А. Замыкающие соотношения теплогидравлической модели расчетного кода КОРСАР // Теплоэнергетика. 2002. № 11. С. 22–29.

  10. TRAC-M/FORTRAN 90 (VERSION 3.0) LA-UR-00-910. Theory manual / J.W. Spore, J.S. Elson, S.J. Jolly-Woodruff, T.D. Knight, J.-C. Lin, R.A. Nelson, K.O. Pasamehmetoglu, R.G. Steinke, C. Unal. Los Alamos National Laboratory, 2000.

  11. Кириллов П.Л., Турчин Н.М., Грачев Н.С. Исследования теплообмена на однотрубных моделях испарителя БН-350. ФЭИ-1575. Обнинск: ФЭИ, 1984.

  12. Основные результаты верификации кода H-YDRA‑IBRAE/LM/V1 на экспериментальных режимах РУ БН-600 / А.М. Анфимов, В.С. Горбунов, Д.В. Кузнецов, В.С. Осипов, Е.Н. Иванов, И.А. Климонов, И.Г. Кудашов, Н.А. Мосунова, Э.В. Усов // ВАНТ. Сер.: Ядерно-реакторные константы. 2016. № 4. С. 182–190.

  13. Верификация теплогидравлического кода HYDRA-IBRAE/LM/V1 на основе экспериментов на БН-600 / И.В. Климонов, Э.В. Усов, Г.А. Дугаров, А.А. Бутов, И.Г. Кудашов, Е.Н. Иванов, Н.А. Мосунова, В.Ф. Стрижов, А.М. Анфимов, В.С. Горбунов, Д.В. Кузнецов, С.Л. Осипов, А.И. Бельтюков // Атомная энергия. 2017. Т. 122. Вып. 5. С. 258–262.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска содержание выпуска

Теплоэнергетика

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал