目前,正在积极开展小功率核电站反应堆装置资源特性的开发和论证工作。伴随温度脉动的水动力和热过程对小功率核电站高应力换热设备的使用寿命有显着影响。温度波动会引起热交换表面温度应力的显著波动,导致设备元件受损。在设计热电厂设备时,必须考虑温度波动,并通过合理选择运行参数或采用特殊设计方案,将其降低到可接受的水平,以确保设备在所需使用寿命内可靠运行。在现代技术条件下,最佳方案是使用CFD代码的计算和实验方法,它可以降低热交换器的设计成本。在这种情况下,实验研究可作为软件验证的工具。
这个项目的目标,旨在提高未来核动力装置高科技设备的资源特性(例如,为设备选择最佳参数和结构的解决方案;在研究各种元件和结构时提出适应数值模拟方法的建议)。
使用的实验台允许进行以下类型的工作:
-通过电导和光学方法研究核电厂设备中不同密度的等温冷却剂的混合过程;
-研究大温差冷却剂非等温流动的混合过程,评价温度循环负荷对核电站设备材料性能的影响;
-验证核动力装置主要和辅助设备及其各个部件的热流体力学和流体力学原理;
-研究高应力蒸汽发电元件的热液和资源特性;
-研究非稳态传热过程,伴随着核电站热交换设备的流动和元件的温度波动;
-研究换热器元件中流动的非等温混合过程;
-模拟温度脉动,证明换热设备的资源特性;
-验证计算程序、三维热物理过程建模软件包,完善其中包含的物理和数学模型,证明应用的计算方法。
下诺夫哥罗德国立科技大学设有“反应堆流体动力学”基础研究实验室,其中包括:
1)代表核电站主要设备冷却剂流动的水力学研究实验室。
实验台参数:
电加热器的功率 - 1000kW;冷却热交换器的功率 - 1000kW;采用封闭循环方案的冷却剂流量 - 高达140м3/h;采用开放式循环方案的冷却剂流量 - 高达200м3 /h;主回路冷却液温度 - 高达160°С;主回路的冷却液压力 - 高达1MPa;热交换器入口和出口处冷却回路中的冷却剂温度从15到160°C;冷却回路中的冷却液压力 - 高达5MPa。使用电导和光学方法研究核电站设备中不同密度的等温冷却剂流的混合过程。
2)多功能热物理水-水台,冷却剂参数对应核电站标准参数。
实验台参数:
第一回路的冷却液参数:压力 - 高达200atm; 温度 - 高达320(С; 标称模式下的消耗 - 1500kg/h。 第二回路的热载体参数:压力 - 最高70atm,过热蒸汽温度 - 最高310C;额定流量 - 500kg/h。


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