НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o412.pdf (1350.49Кб)

УДК 621.039.577-182.3

Россия,  МГТУ им. Н.Э. Баумана

Контур теплоотвода играет важную роль в реакторной установке. Поэтому предъявляются высокие требования к качеству определения его теплогидравлических параметров. Данная статья посвящена моделированию процесса теплообмена применительно к промежуточному змеевиковому теплообменнику, входящего в состав контура теплоотвода реакторной установки "УНИТЕРМ".
Моделирование проводилось с помощью гидрогазодинамического программного комплекса ANSYS CFX. Вычислительная гидродинамика данного пакета позволяет проводить расчеты в трехмерной постановке, давая представление о характере течения среды. Целью моделирования являлось определение параметров промежуточного теплообменника (температуры, скорости на выходе из труб и межтрубного пространства, перепада давления), а также характера течения теплоносителей первого и промежуточного контуров. Геометрические параметры модели определялись на основе предварительных расчетов, выполненных по критериальным соотношениям. В расчете использовались модели турбулентности k-ε RNG, Shear Stress Transport (SST). Приводится описание выбранных моделей турбулентности, рассматривается связь с пристеночной функцией.
В результатах расчета приведены полученные значения теплогидравлических параметров, проводится сравнение использованных моделей турбулентности. Также приводятся картины распределения температуры, давления, скорости теплоносителей на выходе из промежуточного теплообменника.
Расчет показал что:
- максимальные величины температуры теплоносителя первого контура на выходе из поверхности теплообменника имеют место в тракте между змеевиками;
- более высокие температуры промежуточного теплоносителя на выходе из змеевиков (внутритрубное пространство) наблюдаются для периферийного ряда;
- движение теплоносителя первого контура в межтрубном пространстве змеевиковой поверхности формируется как продольное спиральное течение, а не как поперечное обтекание коридорного пучка труб.

1. Драгунов Ю.Г., Шишкин В.А., Гречко Г.И., Гольцов Е.Н. Малая ядерная энергетика: задачи и ответы // Атомная энергия. 2011. Т. 111, вып. 5. С. 294-297 .
2. Ачкасов А.Н., Гольцов Е.В., Гречко Г.И., Кузнецов Ю.Н. Реакторные установки для атомных станций малой мощности // Атомная энергия. 2012. Т. 113, вып. 1. С. 43-48.
3. Солонин В.И., Шишкин В.А. Атомные станции малой мощности – перспективный источник локального электро-теплоснабжения регионов Севера и Востока России // Международная конференция «Региональные проблемы в стратегии устойчивого развития России»: сб. статей. М.: «Аванта+», 1999. С. 300-304.
4. ANSYS CFX-Solver Theory Guide. SAS IP , Inc ., 2011. 402 p .
5. Волкинд Д.К. Оценка качества результатов численного моделирования // Пользовательская конференция ANSYS 2013 «Направления развития инженерного анализа» (Москва, 4-5 июня 2013 г.): материалы. ANSYS , Inc .; «Делкам Урал» - «ПЛМ Урал», 2013. С. 56.
6. Compute Grid Spacing for a Given Y+. Pointwise, Inc.: website. Available at: http://www.pointwise.com/yplus, accessed 01.09.2014.
7. IAPWS-IF97. Release on the IAPWS Industrial Formulation 1997 for the Thermodynamic Properties of Water and Steam. The International Association for Properties of Water and Steam, Erlangen, September 1997. 48 p.
8. Емельянов И.Я., Михан В.И., Солонин В.И. Конструирование ядерных реакторов: учеб. пособие для вузов / под общ. ред. акад. Н . А . Доллежаля . М .: Энергоиздат , 1982. 400 с.