Течение и массоперенос в малостержневых пучках оребренных твэлов применительно к реакторной установке БРЕСТ-ОД-300

increase. Aerodynamic experiments using models of fuel rod assemblies were

performed. Coolant axial velocity, temperature and pressure distributions in the

models were obtained. Fluid flow was with Reynolds number from

∙

. Pressure drop coefficients were calculated. Data of numerical and physical

experiment correspond to each other.

Keywords

nuclear reactor BREST-OD-300, models of fuel rod assemblies, spacing

of fuel rods by spiral fins, aerodynamic experiments, computational fluid dynamics,

method of heat wake.

Разработка реакторов на быстрых нейтронах нового поколения,

обеспечивающих реализацию принципа естественной безопасности,

требует выполнения комплексных расчетно-экспериментальных работ,

направленных в том числе на обоснование теплотехнической надежно-

сти активных зон. Использование в качестве теплоносителя жидкого

свинца, слабо поглощающего и замедляющего нейтроны, позволяет

увеличить его долю (шаг расположения твэлов) в активной зоне по

сравнению с охлаждаемыми натрием реакторами [1]. Для дистанцио-

нирования твэлов с увеличенным шагом их расположения возможно

использование ребер с поперечным сечением в форме трапеции. Шаг

навивки выбирают одинаковым для твэлов разного диаметра. Вырав-

нивание подогревов свинца и температур оболочек твэлов в централь-

ной и периферийной частях активной зоны обеспечивается использо-

ванием в этих частях твэлов разных диаметров [2].

Выполнено физическое и математическое моделирование гидроди-

намики и массопереноса в 37 стержневых моделях тепловыделяющих

сборок (ТВС) с треугольной решеткой имитаторов твэлов на аэродина-

мической модели (табл. 1), размеры которой обеспечили возможность

ввода в пучки между слоями стержней зондов-щупов для измерения

полного напора и температуры потока. Двухзаходные ребра стержней

— имитаторов твэлов — имели размеры верхнего основания трапеции

2,1 мм, нижнего — 4,3 и 3,6 мм для моделей № 1 и № 2. Во вход-

ном сечении пучка оси ребер располагались параллельно двум граням

чехла. Высота оболочек имитаторов твэлов (1000 мм) соответствует

2,3 шага навивки ребер. Пучки заключены в шестигранный чехол со

средним внутренним размером “под ключ” 173,5 мм. На гранях чехла

выполнены отборы статического давления и прямоугольные окна (5

и 5

8 мм) для ввода измерительных зондов. Цилиндрические хвосто-

вики имитаторов твэлов фиксируются в концевых опорных решетках

с шагом 27,57 мм. Отверстия в решетках для теплоносителя распола-

гались с тем же шагом и имели диаметр 12 мм. Среднеквадратические

отклонения средних значений геометрических характеристик пучков

стержней моделей (см. табл. 1) составили для поперечных размеров

стержней 1,1%, для шагов навивки ребер — 2,8%.

ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2015. № 1 85