Разработка CFD-модели облучательного устройства для проведения реакторных испытаний газонаполненных образцов при сверхкритических параметрах водного теплоносителя

В статье представлена конструкция облучательного устройства (ОУ) для проведения внутриреакторных испытаний газонаполненных образцов кандидатных конструкционных материалов активной зоны (АЗ) реактора ВВЭР-СКД при сверхкритических параметрах водного теплоносителя в реакторе СМ-3. Для проверки реализуемости заданных условий реакторных испытаний образцов была создана CFD-модель конструкции ОУ в программном комплексе SolidWorks. В рамках работы были проведены расчеты нейтронно-физических характеристик (НФХ) и теплогидравлические расчеты параметров реакторных испытаний образцов. Расчеты НФХ показал, что значения плотности потока быстрых нейтронов (Е ≥ 0.1 МэВ) на поверхности газонаполненных образцах находится в диапазоне (5.31÷4.4)·10¹⁴ см^-2с^-1. По результатам теплогидравлических расчетов определены значения температуры на поверхности газонаполненных образцов – 495±15 °С. Результаты расчетных исследований показали возможность проведения реакторных испытаний конструкционных материалов активной зоны ВВЭР-СКД при сверхкритических параметрах водного теплоносителя в реакторе СМ-3.

1. Глебов, А.П., Клушин, А.В., Баранаев, Ю.Д. Перспективы использования реактора ВВЭР-СКД в замкнутом топливном цикле // Известия вузов. Ядерная энергетика. 2015. № 1. С. 5-17.

2. Калякин, С.Г., Кириллов, П.Л., Баранаев, Ю.Д. и др. Перспективы разработки инновационного водоохлаждаемого ядерного реактора со сверхкритическими параметрами теплоносителя // ТЕПЛОФИЗИКА: сборник статей, к 65-летию создания Теплофизического отдела ФЭИ. Обнинск: ГНЦ – ФЭИ, 2019. С. 204-214.

3. Семченков, Ю.М., Духовенский, А.А., Прошин, А.А. и др. Проблемы и перспективы легководных реакторов нового поколения со сверхкритическим давлением // Труды отраслевого научно-технического семинара «Реакторы на сверхкритических параметрах воды» (Обнинск, 6-7 сентября 2007 г.). С. 48-61.

4. В.С. Моисеев, Н.К. Калинина, Г.А. Ильиных, Д.С. Моисеев, А.А. Одабашян, М.С. Каплина. Облучательное устройство для реакторного испытания образцов оболочек твэлов при сверхкритических параметрах водяного теплоносителя в РУ СМ-3 // Сборник тезисов докладов. Подольск: АО ОКБ «ГИДРОПРЕСС", 2022.

5. Н.К. Калинина, В.С. Моисеев. Облучательное устройство для испытания образцов конструкционных материалов реактора ВВЭР-СКД // Научный годовой отчет АО «ГНЦ НИИАР» (отчет об основных исследовательских работах, выполненных в 2021 г.) / под общей ред. д-ра техн. наук, проф. В.В. Калыгина. Димитровград: АО «ГНЦ НИИАР», 2022.

6. Белова О.В., Волков В.Ю., Скибин А.П. Методологические основы CFD-расчетов для поддержки проектирования пневмогидравлических систем // Наука и Инновации. 2013. № 5 (17). С. 1-13.

7. Алямовский, А.А. SolidWorks. Компьютерное моделирование в инженерной практике. СПБ.: Издательство БХВ, 2005. 800 с.

8. Гомин Е.А. Статус MCU-4 // Вопросы атомной науки и техники. Серия «Физика ядерных реакторов». 2006. Вып. 1. С. 6-32. - ISSN 0205-4671.

9. Александров А.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара. М.: Издательство МЭИ, 1999. 164 с.