Journal Issue: Известия вузов. Ядерная энергетика
Загружается...
Volume
2023
Number
1
Issue Date
Journal Title
Journal ISSN
0204-3327
Том журнала
Том журнала
Статьи
Публикация
Открытый доступ
Экономические преимущества пуска внутренне безопасных быстрых реакторов с замкнутым топливным циклом на обогащенном уране
(2023) Орлов, М. А.
Обосновываются экономические преимущества использования в стартовых загрузках внутренне безопасных быстрых реакторов (БР) с замкнутым топливным циклом обогащенного урана вместо уран-плутониевого регенерата, получаемого посредством переработки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) тепловых реакторов. Обоснования приводятся с учетом как предварительно проведенных базовыми предприятиями АО «ТВЭЛ» и АО «СХК» технико-экономических оценок, так и выполненных в Частном учреждении ИТЦП «Прорыв» нейтронно-физических и системно-экономических исследований. Показано, что пуск быстрого реактора на обогащенном уране вместо уран-плутониевого топлива при учете затрат на предварительную переработку ОЯТ тепловых реакторов позволяет достичь существенного экономического выигрыша на этапе сооружения и ввода АЭС в эксплуатацию. Показано, что уже при умеренно высоких значениях коэффициента дисконтирования урановый старт быстрого реактора с замкнутым топливным циклом является экономически предпочтительным в сравнении с вариантом пуска на уран-плутониевом топливе с позиций тарифа безубыточности.
Публикация
Открытый доступ
Предварительная оценка характеристик оборудования цикла Брайтона на сверхкритических параметрах СО2
(2023) Шелегов, А. С. ; Соловьев, Д. С. ; Лескин, Сергей Терентьевич; Слободчук, Виктор Иванович
Представлен предварительный расчет основных теплотехнических и геометрических параметров проточной части турбины на сверхкритическом диоксиде углерода. Турбины такого типа предполагается использовать в цикле Брайтона тепловой схемы энергоблока ЯЭУ с жидкометаллическим теплоносителем, термический КПД которого может достигать 50%. Расчет проточной части турбины проведен с использованием общепринятых в практике проектирования газовых и паровых турбин. В результате расчета получены основные характеристики ступеней новой турбины. Рассмотрены возможные схемы компоновки основного тепломеханического оборудования применительно к энергоблоку с реактором типа БН-1200М. На основании выполненных предварительных расчетов получен ряд определяющих параметров рабочего цикла применительно к использованию на АЭС с перспективными реакторными установками с жидкометаллическим теплоносителем. Выполнена первичная оценка характеристик основного теплообменного оборудования цикла.
Публикация
Открытый доступ
Использование теории малых возмущений для оценки изменений времени жизни мгновенных нейтронов в быстром реакторе со свинцовым теплоносителем
(2023) Шмелев, А. Н. ; Куликов, Геннадий Генрихович; Куликов, Евгений Геннадьевич; Апсэ, Владимир Александрович
Рассмотрена возможность применения теории малых возмущений для оценки изменения времени жизни мгновенных нейтронов при варьировании изотопного состава отдельных зон быстрого реактора со свинцовым теплоносителем. Получены формулы обобщенной теории малых возмущений для производной времени жизни мгновенных нейтронов, которое рассматривается как дробно-билинейный функционал плотности потока и ценности нейтронов. Предложен численный алгоритм пошагового применения формул теории малых возмущений для оценки изменения времени жизни мгновенных нейтронов, вызванного сильным возмущением изотопного состава реактора, например, полной заменой материала отражателя. Показано преимущество предлагаемого подхода, заключающееся в принципиальной возможности оценки роли и вклада различных процессов, изотопов и энергетических групп в общее изменение времени жизни мгновенных нейтронов при значительном изменении состава реактора.
Публикация
Открытый доступ
Расчетный анализ теплогидравлических параметров бассейнов выдержки Билибинской АЭС при длительном хранении ОЯТ
(2023) Воробьева, А. А. ; Московченко, И. В. ; Мухамадеев, Р. И. ; Сергеев, В. В. ; Суворов, А. П. ; Тимофеев, В. Ф. ; Низента, Е. С. ; Титаренко, В. А. ; Голосов, О. А. ; Глушкова, Н. В.
На базе разработанной интегральной динамической модели бассейна выдержки (БВ) с учетом специфики Билибинской АЭС и соответствующей расчетной программы представлены результаты расчетов динамики температур теплоносителей и оболочек твэлов ОТВС, находящихся в БВ 1 – 4 АЭС, на период до 2035 г. На основании полученных результатов выполнен анализ динамики коррозионного состояния оболочек твэлов ОТВС и стенок пеналов хранения.
Билибинская АЭС состоит из четырёх энергоблоков с водографитовыми канальными реакторами ЭГП-6. В настоящее время энергоблок № 1 остановлен, блоки № 2 – 4 получили лицензию на эксплуатацию до декабря 2025 г.
Отработавшее топливо и каналы СУЗ в первом и втором БВ хранятся в герметичных пеналах из углеродистой стали 20, заполненных азотом в «сухих» условиях, а ОТВС и КСУЗ в третьем и четвёртом БВ хранятся в пеналах из нержавеющей стали в «мокрых» условиях.
Для дальнейшего продления эксплуатации энергоблоков Билибинской АЭС необходимы анализ и обоснование возможности длительного безаварийного хранения ОЯТ в БВ после окончательного останова всех реакторов.
Публикация
Открытый доступ
Экспериментальное исследование процессов неизотермического смешения встречных потоков несжимаемой жидкости в тройниковом узле
(2023) Рязапов, Р. Р.; Соборнов, А. Е.; Дмитриев, С. М.; Мацин, Н. В.; Котин, А. В.
Процессы неизотермического смешения потоков теплоносителя в элементах энергетического оборудования водоохлаждаемых реакторных установок сопровождаются термопульсациями, интенсивность которых может достигать значений, приводящих к усталостному разрушению. Получение необходимых для оценки ресурса оборудования характеристик термопульсаций возможно с применением численных методов. Однако результаты расчетов нуждаются в валидации на основе экспериментально полученных полей тепловых и гидродинамических параметров среды. Для получения представления о механизме возникновения и характеристиках термопульсаций проведено экспериментальное исследование структуры потока при неизотермическом смешении в тройниковом узле.
Экспериментальный стенд представляет собой гидравлически замкнутый контур. В качестве теплоносителя применена вода. Экспериментальная модель выполнена геометрически подобной участку, входящему в состав высокотемпературного стенда для исследования влияния термоциклических нагрузок на ресурсные характеристики конструкционных материалов энергетического оборудования. Модель представляет собой тройниковый узел типа «встречный впрыск», состоящий из основной и расположенной под углом периферийной труб. Коэффициент геометрического подобия K = 4/3. Материал модели – прозрачное органическое стекло. Визуализация структуры потока осуществлялась путем инжекции в поток контрастного трассера, обладающего схожей со смешиваемыми средами плотностью. Введение трассера проводилось последовательно в четырех точках с видеофиксацией процесса смешения с частотой 30 Гц. Для измерения температуры применены термопары.
Получены фрагменты видеозаписи процесса смешения, а также синхронные с ними экспериментальные реализации температуры. Отслежено образование вихревых потоков в зоне смешения, определены масштабы вихрей, осредненные по времени профили температуры потока, профили интенсивности термопульсаций. Совместный анализ структуры и температурного состояния потока позволил объяснить характер термопульсаций во фронтальной относительно периферийной трубы области.