Теплогидравлические аспекты обоснования характеристик активной зоны реактора, охлаждаемого водой сверхкритических параметров

• Автор: Карташов, Кирилл Владимирович
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Обнинск
• Количество страниц: 130 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ПОКАНАЛЬНЫХ МЕТОДОВ И КОДОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ РАСЧЕТА ТЕПЛОГИДРАВЛИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК В РЕАКТОРНЫХ УСТАНОВКАХ НА ВОДЕ СВЕРХКРИТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РУ СКД

1.1 Поканальный метод тсплогидравлического расчета.

1.2 Краткое сравнение поканальных кодов, используемых для теплогидравлического расчета воды сверхкритичсских параметров
1.3 Область возможного использования различных кодов теплогидравлического расчета РУ с СКД
1.4 Факторы перегрева теплоносителя. Особенности факторов перегрева при СКД. Классификация факторов перегрева

1.4.1 Классификация по причинам возникновения.

1.4.2 Классификация по способу воздействия на температуры в активной зоне.

1.4.3 Классификация по масштабу их влияния на температуры в активной зоне.

1.4.4 Классификация факторов перерева по признаку наличия или отсутствия между ними вероятностной связи
1.4.5 Классификация факторов перегрева по характеру их поведения во времени.
1.5 Применение метода МонтеКарло для оценки распределения отклонений температуры оболочек твэлов.
1.5.1 Опыт применения метода МонтеКарло в Российских методиках определения максимальной температуры оболочек твэлов на базе методики разработанной для типа БН.
1.5.2 Опыт применения метода МонтеКарло в зарубежных методиках определения максимальной температуры оболочек твэлов на основе обзора имеющихся литературных источников
1.6 Инженерная оценка максимальной температуры оболочки в быстром реакторе типа БН
Выводы к Главе
ГЛАВА 2 ОЦЕНКА ОТКЛОНЕНИЙ МАКСИМАЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ
ОБОЛОЧЕК ТВЭЛОВ ЗА СЧЕТ СЛУЧАЙНЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ
2.1 Типы зависимости физических свойств жидкости от температуры.
2.1.1 Предварительные сведения
2.1.2 Капельная жидкость
2.1.3 Газ сжимаемый и несжимаемый.
2.1.4 Жидкость СКД
2.2 Виды режимов течения жидкостей СКД
2.3 Учет влияния случайных отклонений условий получения и отвода тепла в активной зоне на температуры твэлов с помощью факторов перегрева.
2.4 Пример расчета случайных отклонений температур гвэлов реактора на быстрых
нейтронах.
Выводы к Главе 2.
ГЛАВА 3 ПРОГРАММЫ РАСЧЕТА ТВС И АКТИВНОЙ ЗОНЫ РЕАКТОРОВ
НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ, ОХЛАЖДАЕМЫХ ВОДОЙ СВЕРХКРИТИЧЕСКИХ
ПАРАМЕТРОВ ВВЭРСКД
3.1 укрупненный расчет сектора активной зоны.
3.1.1 Алгоритм теплогндравлического расчета СКД
3.1.2 Взаимодействие кодов нейтроннофизического расчета и тсплогидравл ического расчета.
3.1.3 Отладочные расчеты, погрешности
3.2 МИФСКД детальный расчет ТВС.
3.2.1 Развитие программы.
3.2.2 Система уравнений для определения теплогидравлических характеристик в ТВС быстрого реактора.
3.2.3 Система уравнений для определения распределений расходов теплоносителя по
сечению ТВС
3.2.4. Особенности теплообмена при СКД.
3.2.5 Гидравлические сопротивления трения в пучках стержней при продольном обтекании.
3.2.6 Теплообмен в пучках стержней.
3.2.7 Численная схема
3.2.8. Обозначения и сокращения
3.2.9 Верификация программы на экспериментах, проведенных на фрсонс 7ми стержневой пучок
3.2. Верификация программы МИФСКД на экспериментах, проведенных на воде труба.
Выводы к Главе 3.
ГЛАВА 4 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА НАИБОЛЕЕ ОПТИМАЛЬНОГО ВИДА
АКТИВНОЙ ЗОНЫ, НА СТАДИИ ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫХ РАСЧЕТОВ
4.1 Рассмотрение активной зоны с одноходовой схемой.
4.1.1 .
4.1.2 МИФСКД.
4.2 Рассмотрение двухходовой схемы течения сверхкритического теплоносителя
4.2.1 .
4.2.2 МИФСКД.
Выводы к Главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Выпущены предварительные концептуальные оценки Сверхритические параметры путь совершенствования АЭС с водоохлаждаемыми реакторами г Разработаны основы физических расчетов и расчета теплообмена при СКГ, применительно к ВВЭРСКД. ОКБ ГП. Выполнены конструктивные разработки ВВЭРСКД на тепловых нейтронах мощностью МВт. ГНЦ РФФЭИ, ОКБ ГП и РНЦ КИ. Разработана концепция АЭС с реакторами ВВЭРСКД ее предстоит детально обсудить, откорректировать, выбрать основные направления. ГНЦ РФФЭИ. Однако, предложения, сделанные нами , не получили поддержки. ГНЦ РФ ФЭИ обладает большими возможностями для проведения экспериментальных работ, как по физике стенд БФС так и по теплогидравлике несколько стендов сверхкритического давления, в том числе стенд мощностью МВт. Однако исследования в области применения воды СКП ведутся силами всего нескольких сотрудников. Отсутствие достаточного финансирования не позволяет использовать возможности ФЭИ и развить комплексные экспериментальные работы по проблемам, связанным с ВВЭРСКД. Если не принять специальных мер, то через года а может быть и раньше в связи с уходом специалистов возможностей проведения какихлибо экспериментальных работ на уникальных мощных тсплогидравлических стендах сверхкритического давления не будет. Уровень разработок по водоохлаждаемым реакторам СКД за рубежом. Проблемой создания водоохлаждаемого реактора на СКД в настоящее время в той или иной степени занимаются более чем в странах. Работы наиболее продвинуты в Японии, где широким фронтом интенсивно проводятся работы по реакторам на воде СКД с тепловым и с быстрым спектром нейтронов, а также в Канаде ЛЕСЕ, она выбрала естественное развитие программы с использованием тяжелой воды в качестве замедлителя. В МАГАТЭ организована специальная рабочая группа по теплогидравлике реакторов на СКД в составе примерно от до специалистов из разных стран. Регулярно проводятся семинары по проблеме реакторов на СКД 1й состоялся в Токио, г. Шанхае, г. Гейдельберге, Германия. Европейское сообщество в рамочных программах привлекло к работам по данной проблеме многие страны. Финляндии, Болгарии по поиску и исследованию конструкционных материалов, идут работы в Германии. Создан специальный Консорциум с разделением функций каждой страны. Актуальность. Для теплофизического обоснования режимов работы и оптимизации конструкции активной зоны требуется программное обеспечение, которое будет учитывать особенности течения теплоносителя при сверхкритических параметрах. Проблемой корректной оценки уровня максимальной температуры активной зоны, являются особенности теплообмена при СКД, которые связаны с несколькими моментами резким изменением теплофизических свойств с температурой ускорением потока изза изменения плотности по длине канала при подогреве развитием естественной конвекции за счет архимедовых сил в связи с разницей плотностей в различных точках сечения потока. В околокритической области наблюдается сильное, немонотонное изменение теплофизических свойств с температурой, особенно теплоемкости, плотности, коэффициента объемного расширения и числа Прандтля. Расчет температуры оболочки твэла производится как суперпозиция среднего значения температуры теплоносителя в окружающих каналах, среднего по периметру оболочки температурного напора стенка жидкость, половины локальной неравномерности температуры по периметру оболочки, перепада температуры на оболочке топливного элемента и перегрева оболочки под дистанционирующей проволокой. Основной проблемой нахождения температуры оболочки твэла является среднего значения температуры теплоносителя в окружающих каналах в связи с тем, как уже было сказано, что параметры теплоносителя очень сильно зависят от изменения температуры. ТВС применительно к реактору, охлаждаемому водой сверхкритических параметров. ТВС активной зоны реактора на воде сверхкритических параметров с учетом факторов перегрева. ВВЭРСКД на основании конструкции разработанной к настоящему времени. Проанализировать и обобщить полученные данные, на основе которых сформулировать научно обоснованные рекомендации для ЯЭУ данного типа. ВВЭРСКД.