Preview

Приборы и методы измерений

Расширенный поиск

Применение корреляционного метода определения скорости потока теплоносителя при исследованиях гидродинамики турбулентных потоков в элементах ядерных реакторов

https://doi.org/10.21122/2220-9506-2020-11-3-196-203

Полный текст:

Аннотация

Корреляционный метод измерения расхода теплоносителя, широко применяемый для эксплуатационной диагностики ядерных энергетических установок, может находить широкое применение в том числе и в исследовательской практике. Целью данной работы являлась отработка корреляционного метода измерения расхода теплоносителя с применением кондуктометрических систем.

В работе представлен вариант применения корреляционного метода для исследования турбулентных потоков на основе кондуктометрической измерительной системы ‒ пространственных кондуктометров сетчатой конструкции. В качестве пассивной примеси используется незначительная концентрация раствора соли (NaCl или Na2SO4 ), создающей градиент проводимости среды, регистрируемый

кондуктометрической системой. В качестве переносимых возмущений в работе используются тур-

булентные пульсации на границе раздела двух спутных струй с одинаковыми скоростями в канале квадратного сечения. Представлена методика проведения исследований на лабораторном стенде, результаты оценки отношения сигнал‒шум измерительной системы, проведена обработка сигналов пространственных датчиков и сравнение измеренной скорости в модели со среднерасходной скоростью, определяемой с помощью показаний расходомеров стенда.

Результаты измерений дают приемлемое согласие с показаниями штатных расходомеров для характерных турбулентных режимов течения (погрешность измерения скорости потока при помощи кондуктометров составляет менее 5 %). Показано, что точность измерений резко падает для потоков с низким числом Рейнольдса.

Представленная работа является апробацией данного подхода для его применения в составе экспериментальной модели ядерного реактора с целью определения поканальных расходов в каналах имитатора активной зоны при помощи сетчатых кондуктометрических датчиков.

Об авторах

И. А. Коновалов
Нижегородский государственный технический университет имени Р.Е. Алексеева
Россия

Адрес для переписки: И.А. Коновалов – Нижегородский государственный технический университет, ул. Минина, 24, г. Нижний Новгород 603950, Россия
e-mail: iliakonowaloff@yandex.ru



А. Е. Хробостов
Нижегородский государственный технический университет имени Р.Е. Алексеева
Россия
ул. Минина, 24, г. Нижний Новгород 603950


М. А. Легчанов
Нижегородский государственный технический университет имени Р.Е. Алексеева
Россия
ул. Минина, 24, г. Нижний Новгород 603950


Д. Н. Солнцев
Нижегородский государственный технический университет имени Р.Е. Алексеева
Россия
ул. Минина, 24, г. Нижний Новгород 603950


А. А. Баринов
Нижегородский государственный технический университет имени Р.Е. Алексеева
Россия
ул. Минина, 24, г. Нижний Новгород 603950


А. В. Рязанов
Нижегородский государственный технический университет имени Р.Е. Алексеева
Россия
ул. Минина, 24, г. Нижний Новгород 603950


А. А. Чесноков
Нижегородский государственный технический университет имени Р.Е. Алексеева
Россия
ул. Минина, 24, г. Нижний Новгород 603950


М. А. Макаров
Нижегородский государственный технический университет имени Р.Е. Алексеева
Россия
ул. Минина, 24, г. Нижний Новгород 603950


Список литературы

1. Barinov A.A., Varentsov A.V., Glavny V.G., Dmitriev S.M. Implementation of the method of spatial conductometry for experimental research of the processes of mixing intra-reactor flows in modern nuclear units. Transactions of NNSTU n.a. R.E. Alekseev, 2017, no. 2, pp. 35−41.

2. Kapulla R., Dyck C., Witte M., Fokken J., Leder F. Optical flow and cross correlation techniques for velocity field calculation. Fachtagung "Lasermethoden in der Strömungsmesstechnik", 8–10 September 2009, Erlangen.

3. Mattson H., Owrang F., Nordlund A. Utilisation of N16 in Nuclear Power Plants. Department of Reactor Physics. Chalmers University of Technology, Gbteborg Sweden, 2003.

4. Aristov I.N. RF patent RU2225046C2, 27.03.2004. Method for measuring the flow rate of the primary loop of a nuclear reactor // Patent of Russia №2225046.

5. Borisov V.F., Strukov M.A. RF patent RU2457558C1, 27.07.2012. Method for measuring the flow rate of the primary loop of a nuclear reactor // Patent of Russia №2457558.

6. Kuzmin V.V.. Correlation measurements of the primary coolant fl by nitrogen-16 activity at Kalinin NPP. Transactions of the 9-th International scientifi and technical conference "Safety assurance of NPP with WWER" Podolsk, OKB "GIDROPRESS", 2015, 410 p.

7. Fokken J., Kapulla R., Kuhn S. Stably stratified isokinetic turbulent mixing layers: comparison of PIVmeasurements and numerical calculations. Fachtagung "Lasermethoden in der Strömungsmesstechnik", 2009, pp. 8−10.

8. Prasser H.M., Bottger A., Zschau J. A new electrode-mesh tomograph for gas-liquid flows. Flow Meas. Instrum., 1998, no. 9, pp. 111−119.


Для цитирования:


Коновалов И.А., Хробостов А.Е., Легчанов М.А., Солнцев Д.Н., Баринов А.А., Рязанов А.В., Чесноков А.А., Макаров М.А. Применение корреляционного метода определения скорости потока теплоносителя при исследованиях гидродинамики турбулентных потоков в элементах ядерных реакторов. Приборы и методы измерений. 2020;11(3):196-203. https://doi.org/10.21122/2220-9506-2020-11-3-196-203

For citation:


Konovalov I.A., Khrobostov A.E., Legchanov M.A., Solncev D.N., Barinov A.A., Ryazanov A.V., Chesnokov A.A., Makarov M.A. Application of the Correlation Velocity Measurements for Hydrodynamic Investigations of Turbulent Coolant Flow in Nuclear Reactor Elements. Devices and Methods of Measurements. 2020;11(3):196-203. https://doi.org/10.21122/2220-9506-2020-11-3-196-203

Просмотров: 117


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2220-9506 (Print)
ISSN 2414-0473 (Online)