ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ЛУЧИСТОГО ТЕПЛООБМЕНА НА ТЕМПЕРАТУРНОЕ ПОЛЕ МИКРОЯЧЕЙКИ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА ВОДО-ВОДЯНОГО ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА

Оптимизация состава активной зоны водо-водяных реакторов связана с расчетом температурных полей микроячеек теплообмена, содержащих отдельные тепловыделяющие элементы. Учет радиационно-кондуктивного теплообмена внутри твэла основан на утверждении, что гелиевый зазор между столбом таблеток топлива и стенкой твэла обладает свойствами абсолютно черного тела. Это неверно, поскольку гелий является одноатомным газом, он не поглощает и не излучает, т.е. прозрачен для теплового излучения. В статье обоснована физическая и математическая модель микроячейки тепловыделяющего элемента водо-водяного ядерного реактора с учетом радиационного теплообмена. В модели учтено, что гелий прозрачен для теплового излучения, а охлаждение твэла осуществляется проточной системой теплоносителя. Реализация модели осуществлена аналитически методом интегральных соотношений Кармана-Польгаузена. Рассчитаны температурные поля столба топливных таблеток и канала теплоносителя, определены температуры боковых поверхностей ячейки и оценено влияние радиационного теплообмена на распределение температуры в ячейке.

1. Скляренко, В.А. О материалах для оболочек твэл реакторов с водным теплоносителем сверхкритического давления / В.А. Скляренко, А.Г. Зубков, В.М. Зорин, А.В. Аникеев // Новое в российской электроэнергетике. - 2019. - № 8. - С. 33-42.

2. Зорин, В.М. Энергетический баланс и показатели тепловой экономичности энергоблока атомной электрической станции / В.М. Зорин, И.В. Устюхина, А.В. Бесова // Вестник Московского энергетического института. - 2020. - № 2. - С. 34-41.

3. Карташов, К.В. Поканальный теплогидравлический расчет активной зоны реактора ВВЭР-СКД 30 МВт (тепл.) при номинальных режимах работы / К.В. Карташов // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы. - 2016. - № 3. - С. 127-131.

4. Jian Li. Materials Selection for the Canadian Supercritical Water-Cooled Nuclear Reactor Concept // JOM. 2016. V. 68. № 2.

5. Ганев, И.Х. Физика и расчет реактора / И.Х. Ганев. - Москва : Энергоиздат, 1991. - 368 с.

6. Колпаков, Г.Н. Конструкции твэлов, каналов и активных зон энергетических реакторов / Г.Н. Колпаков, О.В. Селиваникова. - Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 2009. - 118 с.

7. Кириллов, П.Л. Тепломассообмен в ядерных энергетических установках / П.Л. Кириллов, Г.П. Богословская. - Москва : Энергоатомиздат, 2000. - 456 с.

8. Кириллов, П.Л. Справочник по теплогидравлическим процессам в ядерной энергетике, т. 2 / П.Л. Кириллов, В.П. Бобков, А.В. Жуков, В.С. Юрьев. - Москва : ИздАТ, 2010.

9. Семенов, В.К. Обоснование математической модели теплообмена для реактора с сосредоточенными параметрами / В.К. Семенов, М.А. Вольман // Глобальная ядерная безопасность. - № 4(17), 2015. - С. 35-42.

10. Горбунов, В.А. Оценка влияния радиационного теплообмена на параметры температурных полей твэлов различного конструктивного исполнения / В.А. Горбунов, С.Г. Андрианов, С.С. Коновальцева // Вестник ИГЭУ. - 2021. - Вып. 2. - С. 23-31.

11. Горбунов, В.А. Разработка модели по определению температурного поля твэла в двумерной постановке задачи / В.А. Горбунов, Н.Б. Иванова, Н.А. Лоншаков, Я.В. Белов // Известия высших учебных заведений. Ядерная энергетика. - 2019. - № 2. - С. 174-184.

12. Дементьев, Б.А. Ядерные энергетические реакторы. - Москва : Энергоатомиздат, 1990.

13. Шлихтин,г Г. Теория пограничного слоя / Г. Шлихдинг. - Москва : Наука, 1974.