Моделирование и анализ процессов смешения неизотермических потоков в энергетических установках
Работая с нашим сайтом, вы даете свое согласие на использование файлов cookie. Это необходимо для нормального функционирования сайта, показа целевой рекламы и анализа трафика. Статистика использования сайта отправляется в «Яндекс» и «Google»
Научный журнал Моделирование, оптимизация и информационные технологииThe scientific journal Modeling, Optimization and Information Technology
cетевое издание
issn 2310-6018

Моделирование и анализ процессов смешения неизотермических потоков в энергетических установках

idСатаев А.А. idИгонин М.А. idШарафетдинова К.В. idЧесноков С.А. idАндреев В.В.

УДК 519.6, 621.039
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.28.1.0

  • Аннотация
  • Список литературы
  • Об авторах

Использование современных программ вычислительной гидродинамики (CFD) для задач анализа и обоснования отдельных элементов оборудования и режимов эксплуатации реакторных установок является чрезвычайно перспективным. С помощью данных вычислительных комплексов можно вести анализ условий эксплуатации элементов оборудования реакторных установок, работающих в условиях значительных термоциклических колебаний, анализ показаний элементов комплексной системы управления техническими средствами с целью оптимизации алгоритмов и режимов работы.Также не менее важной задачей является анализ температурного поля на входе в активную зону при несимметричных режимах работы реакторной установки. Для внедрения этих комплексов в практическое использование необходимо создание экспериментальной базы для верификации этих программ. В связи с тем, что проведение экспериментов близких по параметрам к реальным реакторным установкам, работающим при колоссальных давлениях связано со значительными экономическими затратами, большинство явлений, происходящих в рассматриваемых системах, с достаточной степенью представительности могут быть исследованы на мелкомасштабных моделях, работающих на воде, при давлениях близких к атмосферному или давлениях до 1 МПа. В рамках данной работы было проведено расчетное исследование процессов смешения неизотермических потоков в одной петле модели судовой ядерной энергетической установки (ЯЭУ) с использованием программных комплексов COMSOL Multyphysics и Solid Works Flow simulation, а также проведена верификация результатов на исследовательском стенде «Однопетлевая модель ЯЭУ». В результате проделанной работы было получено распределение температур в характерных областях однопетлевой модели смешения (кольцевой зазор, нижняя камера, дырчатый лист, имитатор активной зоны), а также эмпирическая зависимость с достаточной степенью точности описывающая процессы смешения. В дальнейшем эмпирическая модель будет дальше уточняться, с целью создания универсальной зависимости высокой точности для прогнозирования процессов смешения.

1. Рябов А.А., Скибин А.П., Волков В.Ю., Голибродо Л.А., Крутиков А.А., Кудрявцев О.В. Создание цифрового двойника АЭС на основе вычислительной теплогидравлики. CAD/cam/cae Observer. 2018;7(123):41-45.

2. Белова, О.В., Волков В.Ю., Скибин А.П., Николаева А.В., Крутиков А.А., Чернышев А.В. Методологические основы CFD-расчетов для поддержки проектирования пневмогидравлических систем. Инженерный журнал: наука и инновации. 2013;(5):1-

3. Большухин М.А., Будников А.В., Фомичев В.И., Свешников Д.Н., Романов Р.И. Актуальные вопросы развития экспериментальной базы данных для верификации CFD программ при их использовании в атомной энергетике. Труды Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева. 2013;2(99):117- 125.

4. Krapivtsev V.G., Solonin V.I. Model Studies of Interloop Coolant Mixing in VVER-1000 in-Reactor Pressure Channel. Atomic Energy. 2019;5(125):307-313.

5. Гухман А.А. Введение в теорию подобия. М.: Высшая школа; 1973.

6. Алямовский А.А. и др. SolidWorks. Компьютерное моделирование в инженерной практике. СПб.: БХВ-Петербург; 2005.

7. Коваленко А.В. Математическое моделирование физико-химических процессов в среде Comsol Multiphysics 5.2. СПб.: Лань; 2017.

8. Advances in small modular reactor technology developments. A Supplement to: IAEA Advanced Reactors Information System (ARIS). Austria: IAEA; 2018.

9. Сатаев А.А., Дунцев А.В., Воробьев Д.А., Красавин Н.А. Исследование процессов смешения неизотермических потоков на однопетлевой модели реакторной установки. Современные наукоемкие технологии. 2018;(3):96-101. Доступно по: http://www.top-technologies.ru/ru/article/view?id=36943 (дата обращения: 09.03.2020).

10. Сатаев А.А., Дунцев А.В. Исследование процессов смешения неизотермических потоков на модели судовой ядерной энергетической установки. Вестник ИГЭУ. 2018;(5):26-32. Доступно по: http://vestnik.ispu.ru/ru/node/729 (дата обращения: 09.03.2020).

Сатаев Александр Александрович

Email: sancho_3685@mail.ru

ORCID |

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева»

Нижний Новгород, Российская Федерация

Игонин Михаил Александрович

Email: igonin.mihail.97@gmail.com

ORCID |

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный технический университет имени Р.Е. Алексеева»

Нижний Новгород, Российская Федерация

Шарафетдинова Ксения Владимировна

Email: ksen.sharafetdinova@gmail.com

ORCID |

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный технический университет имени Р.Е. Алексеева»

Нижний Новгород, Российская Федерация

Чесноков Сергей Андреевич

Email: sergeychesand@gmail.com

ORCID |

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный технический университет имени Р.Е. Алексеева»

Нижний Новгород, Российская Федерация

Андреев Вячеслав Викторович
доктор технических наук доцент
Email: vyach.andreev@mail.ru

ORCID |

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный технический университет имени Р.Е. Алексеева»

Нижний Новгород, Российская Федерация

Ключевые слова: смешение неизотермических потоков, cfd моделирование, температурное поле, верификация, однопетлевая модель

Для цитирования: Сатаев А.А. Игонин М.А. Шарафетдинова К.В. Чесноков С.А. Андреев В.В. Моделирование и анализ процессов смешения неизотермических потоков в энергетических установках. Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2020;8(1). Доступно по: https://moit.vivt.ru/wp-content/uploads/2020/02/SataevSoavtori_1_20_1.pdf DOI: 10.26102/2310-6018/2020.28.1.0

583

Полный текст статьи в PDF