ПРИМЕНЕНИЕ МНОГОКАНАЛЬНОГО ПНЕВМОМЕТРИЧЕСКОГО ЗОНДА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОФИЛЯ СКОРОСТИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В МОДЕЛЯХ ТОПЛИВНЫХ КАССЕТ ЯДЕРНЫХ РЕАКТОРОВ

Разработка интенсификаторов теплои массообмена является важной инженерной задачей при конструировании новых и модернизации существующих тепловыделяющих сборок (ТВС). Такие устройства создают направленный поперечный основному потоку перенос массы теплоносителя. В то же время конструкция интенсификаторов влияет как на перемешивание теплоносителя, так и на гидравлическое сопротивление. Целью работы являлась разработка методики измерения локальных векторов скорости теплоносителя в моделях ТВС с различными перемешивающими решетками. Для решения поставленных задач был изготовлен пневмометрический пятиканальный зонд, проведена его тарировка в однородном потоке воздуха с заданной скоростью при различных углах установки зонда. По результатам тарировки получены численные значения безразмерных комплексов давления в каналах зонда и определена их зависимость от углов набегания воздушного потока. Представленная в статье методика измерения вектора скорости потока воздуха многоканальным пневмометрическим зондом была применена в экспериментальных исследованиях по изучению локальной гидродинамики в тепловыделяющих сборках с перемешивающими решетками. Анализ полученных векторных полей поперечной скорости теплоносителя позволил изучить формирование вторичных вихревых течений за перемешивающими решетками моделей ТВС, а также определить основные закономерности движения теплоносителя. Количественные данные о распределении всех трех проекций вектора скорости потока теплоносителя, полученные с помощью пятиканального зонда, позволили определить величины поперечных скоростей потока в межтвэльных зазорах, а также определить расстояние, на котором происходит затухание процессов перемешивания. 

1. Дмитриев, С.М. Основное оборудование АЭС / С.М. Дмитриев [и др.]. – Минск : Вышэйшая школа. – 2015.

2. Марков, П.В. Интенсификация перемешивания в ТВС водоохлаждаемых реакторов сотовыми перемешивающими решетками / П.В. Марков // Известия высших учебных заведений. Ядерная энергетика. – 2012. – № 1. – С. 117–125.

3. Крапивцев, В.Г. Организация конвективного переноса в пучке твэлов за сотовыми решетками для водоводяных энергетических реакторов / В.Г. Крапивцев, В.И. Солонин, С.И. Цирин // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. – 2011. – № 4. – С. 7–12.

4. Самойлов, О.Б. Перемешивающая решетка тепловыделяющей сборки ядерного реактора / О.Б. Самойлов [и др.] // Патент RU 2383954 от 15.09.2008.

5. Самойлов, О.Б. Экспериментальные исследования теплотехнических характеристик ТВСА с перемешивающими решетками / О.Б. Самойлов [и др.] // Атомная энергия. – 2014. – Т.116. – Вып.1. – С. 11–15.

6. Перепелица, Н.И. Дистанционирующие решетки с локальными завихрителями для тепловыделяющих сборок PWR / Н.И. Перепелица // Атомная техника за рубежом. – 2006. – № 1. – С.3–7.

7. Дмитриев, С.М. Экспериментальные и расчетные исследования гидродинамики и массообмена потока теплоносителя в модели ТВС реактора КЛТ-40С / С.М. Дмитриев [и др.] // Научно-технический вестник Поволжья. – 2013. – № 3. – С. 114–119.

8. Бородин, С.С. Исследования гидродинамических и массообменных характеристик теплоносителя в ТВСА–Альфа реакторов ВВЭР при постановке системы перемешивающих решеток типа «порядная прогонка» / С.С. Бородин [и др.] // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. – 2011. – № 4–3. – С. 650–652.

9. Дмитриев, С.М. Исследование массообмена теплоносителя за перемешивающими решетками ТВС реакторов ВБЭР-300 с целью обоснования их эффективности / С.М. Дмитриев [и др.] // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. – 2013. – № 5 (102). – С. 197–205.

10. Дмитриев, С.М. Исследования локальной гидродинамики и межъячеечного массообмена потока теплоносителя в районе направляющих каналов тепловыделяющих сборок реакторов PWR / С.М. Дмитриев [и др.] // Промышленная энергетика. – 2013. – № 12. – С. 45–50.

11. Дмитриев, С.М. Расчетно-экспериментальные исследования локальной гидродинамики и массообмена потока теплоносителя в ТВС-КВАДРАТ реакторов PWRс перемешивающими решетками / С.М. Дмитриев [и др.] // Теплоэнергетика. – 2014. – № 8. – С. 20–27.

12. Бородин, С.С. Расчетно-экспериментальные исследования локальных гидродинамических и массообменных характеристик потока теплоносителя в ТВСА реакторов ВВЭР с перемешивающими решетками / С.С. Бородин [и др.] // Тепловые процессы в технике. – 2015. – № 4. – С. 177–182.