Journal Issue: Известия вузов. Ядерная энергетика
Загружается...
Volume
2023
Number
4
Issue Date
Journal Title
Journal ISSN
0204-3327
Том журнала
Том журнала
Статьи
Публикация
Открытый доступ
Расчетное обоснование характеристик технологических переделов замыкающей стадии ядерного топливного цикла с использованием программного комплекса ВИЗАРТ
(НИЯУ МИФИ, 2023) Макеева, И. Р.; Пугачев, В. Ю.; Шмидт, О. В.; Рыкунова, А. А.; Шадрин, А. Ю.
В настоящее время предлагается несколько вариантов организации замыкания ядерного топливного цикла (ЗЯТЦ) в зависимости от типов реакторных установок, видов топлива, пристанционной или централизованной локализации переделов замкнутого ядерного топливного цикла. Одним из вариантов проверки и оценки принимаемых технических решений является математическое моделирование радиохимического производства, которое, в конечном итоге, позволит оптимизировать комплексный технологический процесс для повышения его эффективности и снижения стоимости.
Для расчета баланса материальных потоков технологических схем и отдельных производственных участков в стационарном и динамическом режимах с учетом эволюции изотопного состава разработан и продолжает развиваться программный комплекс (ПК) ВИЗАРТ (Виртуальный завод радиохимических технологий), позволяющий пользователю компоновать требуемую последовательность операций для любого участка технологической схемы и проводить для нее расчет материального баланса по всем потокам схемы, а также оптимизировать режимы работы оборудования и предоставить необходимые данные для обоснования безопасности отдельных переделов и технологической схемы в целом.
Рассматриваются возможности программного комплекса ВИЗАРТ по расчетному обоснованию компоновок и характеристик технологических линий ЗЯТЦ – это расчет баланса материальных потоков, построение циклограмм работы оборудования, определение наиболее загруженных участков технологических линий, оценка накопления делящихся материалов в аппаратах и промежуточных емкостях, а также оптимизация производительности узлов и аппаратов
Публикация
Открытый доступ
Анализ «быстрых» шумовых измерений динамических процессов ВВЭР
(НИЯУ МИФИ, 2023) Аркадов, Г. В.; Павелко, В. И.; Слепов, М. Т.
Исследования маневренных режимов ВВЭР для подтверждения возможности участия АЭС в режиме суточного несения мощности ведутся достаточно длительное время. Испытания на различных АЭС с ВВЭР-1000 (Запорожская АЭС в 1998 г., Хмельницкая АЭС в 2005 г., АЭС Тянь-Вань – в 2007 г.) показали практическую возможность участия АЭС в суточном графике несения мощности. В связи с вводом в эксплуатацию новых энергоблоков с реакторной установкой (РУ) ВВЭР-1200 необходимо проведение аналогичных работ на всех АЭС с РУ ВВЭР-1200: НВАЭС-2, ЛАЭС-2, Белорусская АЭС. Представлены некоторые аспекты использования шумовых методов контроля для анализа состояния оборудования РУ и активной зоны (АЗ). Проанализированы штатные архивы системы верхнего блочного уровня (СВБУ), системы внутриреакторного контроля (СВРК) и результаты дополнительно произведенных многоканальных «быстрых» измерений с частотой 1 кГц для анализа маневренного режима 95–55–95% реакторной установки ВВЭР-1200. Выявлены глобальные возмущения нейтронного потока в активной зоне (АЗ) после одного шага органа регулирования (ОР) системы управления и защиты (СУЗ), которые затухают в течение одной секунды, если за это время не произошел следующий шаг ОР СУЗ. Контролировать такие быстрые нейтронные процессы можно только нейтронно-шумовыми измерениями с верхней частотой не менее 20 Гц
Публикация
Открытый доступ
Расчетное моделирование тепломассообменных процессов, протекающих в герметичной оболочке энергоблоков № 1, 2 Нововоронежской АЭС-2
(НИЯУ МИФИ, 2023) Соловьев, С. Л.; Шишов, А. В.; Поваров, В. П.; Яуров, С. В.
Представлена информация об основных подходах к проектированию системы вентиляции герметичного ограждения (ГО) энергоблоков № 1, 2 Нововоронежской АЭС-2 (проект АЭС-2006).
Авторами статьи разработана CFD-модель герметичного ограждения энергоблоков № 1, 2 Нововоронежской АЭС-2, включающая в себя основные строительные элементы и основное оборудование, расположенное в границах ГО. Выполнена серия замеров температуры воздуха ГО при работе энергоблоков на мощности. По результатам измеренных значений температуры проведена серия расчетов с целью определения поля температуры воздуха внутри ГО.
Выявлено, что при обеспечении проектных характеристик по холодопроизводительности ступеней систем вентиляции достигаются проектные показатели температуры воздуха в ГО, стен и оборудования. Кроме того, при надлежащем перемешивании воздуха в ГО можно существенно снизить среднюю температуру воздуха в наиболее «горячих» помещениях.
По результатам расчетов установлены причины низкой эффективности работы систем вентиляции, предложены конкретные меры по существенному повышению ее производительности.
Предложенный подход определения характеристик вентиляционных систем с использованием современных методов трехмерной вычислительной гидрогазодинамики позволяет оптимизировать и модернизировать существующие системы вентиляции, а также проводить оценку работоспособности вентиляции на стадии проектирования АЭС. Разработанная и предложенная CFD-модель дает возможность делать это на современном уровне, не прибегая к вопросам стендового/экспериментального моделирования
Публикация
Открытый доступ
Численное моделирование гидродинамики и перемешивания в коллекторах теплообменников натрий-воздух
(НИЯУ МИФИ, 2023) Сметанин, Т. Р.; Пахолков, В. В.; Рогожкин, С. А.; Шепелев, С. Ф.
Приведены результаты численного моделирования гидродинамики и перемешивания натрия в трубной системе воздушного теплообменника (ВТО), входящего в состав системы аварийного расхолаживания (САРХ) быстрых натриевых реакторов (БН). Неравномерность расходов натрия в трубной системе ВТО может приводить к смешению разнотемпературных потоков натрия, пульсациям температур и течам. В ходе расследований аварий, связанных с течью трубных систем ВТО на реакторах PFR и Phenix [1], было выяснено, что разрушение обусловлено пульсациями температуры металла.
Для численного моделирования использовались трехмерный и одномерный расчетные коды. Установлено, что расчеты распределения расходов натрия в ВТО с приемлемой для практики точностью могут быть выполнены по одномерному коду. Выполнен анализ факторов, влияющих на неравномерность распределения расходов натрия в трубной системе ВТО. Проведены расчеты распределения расходов натрия в ВТО и перемешивания разнотемпературных потоков натрия в выходном коллекторе ВТО. Представлены результаты расчета амплитуды пульсаций натрия вблизи стенок коллектора ВТО. Исследовано влияние глушения нескольких модулей на неравномерность распределения расходов и пульсаций температуры в ВТО. Получены аппроксимации численных решений для распределения расходов натрия в зависимости от количества заглушенных модулей
Публикация
Открытый доступ
К единообразному CFD+описанию работоспособности рекомбинаторов с учетом детального механизма реакции окисления водорода
(НИЯУ МИФИ, 2023) Авдеенков, А. В.; Ачаковский, О. И.; Кетлеров, В. В.; Соловьев, С. Л.; Зыонг, К. Х.
Для согласованного CFD-обоснования работоспособности рекомбинатора водорода применен детальный механизм реакции рекомбинации водорода и кислорода. Расчетная методика с использованием детального механизма позволяет претендовать на универсальность в численном обосновании как производительности рекомбинатора, так и порога беспламенной рекомбинации. Используемый подход обеспечивает единообразие при численном обосновании характеристик рекомбинаторов различного типа с точки зрения как верификации свойств моделей рекомбинаторов, так и оптимизации конструкции рекомбинаторов для возможного улучшения их характеристик. Разработанные на основании этого подхода модели были применены как для плоских, так и для цилиндрических каталитических элементов, которые используются соответственно в рекомбинаторах типа FR и РВК. В рамках численных исследований проведена верификация детального механизма рекомбинации, в частности, проведено сравнение распределений температур вдоль каталитических элементов и производительностей. Было получено хорошее согласие между расчетными и экспериментальными данными. В рамках подхода учитывается механизм не только поверхностной рекомбинации водорода и кислорода на платине, но и объемной рекомбинации в газовой фазе. Это позволяет рассчитать начало интенсивного горения вне каталитических пластин, что является признаком объемного воспламенения водородо-воздушной среды. Концентрации, при которых возможно такое воспламенение, получены при разных содержаниях водяного пара в среде. Таким образом, предложенный подход и созданные модели позволяют полностью описывать работоспособность рекомбинаторов самой различной конструкции без привлечения дополнительных экспериментальных данных, что крайне необходимо при обосновании водородной взрывобезопасности АЭС