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

1 / 9

АТОМНОЕ РЕАКТОРОСТРОЕНИЕ,
МАШИНЫ, АГРЕГАТЫ И ТЕХНОЛОГИЯ
МАТЕРИАЛОВ АТОМНОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ
УДК 621.039.517
ТЕЧЕНИЕ И МАССОПЕРЕНОС В МАЛОСТЕРЖНЕВЫХ ПУЧКАХ
ОРЕБРЕННЫХ ТВЭЛОВ ПРИМЕНИТЕЛЬНО
К РЕАКТОРНОЙ УСТАНОВКЕ БРЕСТ-ОД-300
С.И. Гетя, В.Г. Крапивцев, П.В. Марков, В.И. Солонин
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация
e-mail: ;
Рассмотрены гидродинамические процессы и процессы переноса теплоты в
моделях тепловыделяющих сборок центральной и периферийной зон реактора
БРЕСТ-ОД-300. Модели состоят из 37 оребренных стержней, имеющих оди-
наковый описанный диаметр, но отличающихся диаметрами цилиндрических
оболочек. С использованием методов вычислительной гидродинамики прове-
дены предэкспериментальные численные расчеты течения в пучках стерж-
ней, имеющих спиральное оребрение различной геометрии, показано влияние
дистанционирующего оребрения на характеристики потока. На аэродинами-
ческом стенде выполнены эксперименты в целях определения полей скоростей
в моделях тепловыделяющих сборок, интенсивности массообменных процес-
сов, индуцированных спиральным оребрением, коэффициентов гидравлического
сопротивления трения. Выполнено сравнение результатов расчетных исследо-
ваний и физических экспериментов.
Ключевые слова: реакторная установка БРЕСТ-ОД-300, модель ТВС, спираль-
ное оребрение, аэродинамический эксперимент, вычислительная гидродина-
мика, метод теплового следа.
FLUID FLOW AND MASS TRANSFER IN FINNED FUEL
ROD ASSEMBLIES OF NUCLEAR REACTOR BREST-OD-300
S.I. Getya, V.G. Krapivtsev, P.V. Markov , V.I. Solonin
Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russian Federation
e-mail: ;
Fluid flow and mass transfer in models of fuel rod assemblies of nuclear reactor
BREST-OD-300 are analyzed. The models consist of 37 rods spaced from each
other by spiral fins. Assemblies have the same step of spacing between rods, but
different height of fins and diameter of cylindrical shells. Constructions of this type
are offered to be used in cores of fast fission reactors. Pre-test calculations were
made. Information about flow structure, mass transfer in turbulent flow of coolant
was obtained by methods of computational fluid dynamics. CFD- code STAR-CCM+
was used. According to calculations, characteristics of mass transfer depend on
Froude number, pressure drop coefficient depends on Reynolds number and Froude
number. It is shown that secondary convection generated by spiral fins is a dominant
mechanism of mass transfer. Pressure drop coefficient increases with decreasing fin
step; intensity of mass transfer increases with decreasing fin step or with fin height
84 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2015. № 1