УДК 621.039.517
ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ТЕЧЕНИЯ В ПУЧКАХ
ОРЕБРЕННЫХ ТВЭЛОВ С УВЕЛИЧЕННЫМ ШАГОМ
ДИСТАНЦИОНИРОВАНИЯ
П.В. Марков
,
В.И. Солонин
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация
e-mail:
Проведено численное исследование течения в 7 и 37 продольно омываемых
стержневых пучках. Пучки дистанционируются двухзаходными спиральными
ребрами при различных шагах навивки и высоте ребер. Подобные стержне-
вые конструкции рассматриваются в качестве пучков тепловыделяющих эле-
ментов быстрых реакторов со свинцовым охлаждением. Получены и обоб-
щены данные о структуре потока в пучках, характеристиках массообмена.
Показано, что массоперенос в пучках определяется числом Фруда, а коэф-
фициент сопротивления трения пучков зависит от чисел Рейнольдса и Фруда.
Установлено, что периодическое изменение площади проходного сечения приво-
дит к неравномерности распределения статического давления по поверхности
стержней. Эта неравномерность увеличивается с уменьшением шага навивки.
Ключевые слова
:
реакторы на быстрых нейтронах, дистанционирование стерж-
невых тепловыделяющих элементов, коэффициент трения, массообмен, вычи-
слительная гидродинамика.
HYDRODYNAMIC CHARACTERISTICS OF COOLANT FLOW
IN BUNDLES OF RIBBED FUEL RODS LOCATED WITH INCREASED
PITCH OF SPACING
P.V. Markov
,
V.I. Solonin
Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russian Federation
e-mail:
The numerical simulation of fluid flow in 7- and 37-rod fuel assemblies is carried
out. Fuel rods are spaced by two-rib wrap with different fin steps and distance
between rods. The rod constructions of this type are offered to use in cores of fast
fission reactors with lead coolant. Information about the flow structure in bundles,
mass transfer characteristics is obtained and generalized. It is shown, that the mass
transfer in bundles is determined by the Froude number while a pressure drop
coefficient of the bundles depends on the Reynolds number and Froude number. It
is found that a periodic change in the passage area of fuel assemblies results in
uneven distributions of the static pressure over the surfaces of rods. This pressure
unevenness increases as the fin step decreases.
Keywords
:
fast fission reactors, spacing of fuel rods, pressure drop coefficient, mass
transfer, computational fluid dynamics.
Разработка установок с реакторами на быстрых нейтронах и
свинцовым теплоносителем [1] инициировала проведение комплек-
са расчетно-экспериментальных исследований, в том числе связанных
с обоснованием теплогидравлических характеристик активных зон.
Ядерно-физические и другие свойства свинцового теплоносителя при-
вели к увеличению шага пучков тепловыделяющих элементов (твэлов)
60 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2013. № 4
