Научные исследования
Аэродинамический стенд (АДС1)
Стенд предназначен для проведения экспериментальных исследований гидродинамических и массопереносных процессов, протекающих в активных зонах реакторов различного типа и назначения с целью усовершенствования и разработки новых конструктивных решений ядерного топлива, направленных на улучшение условий эксплуатации, обеспечения режимов безаварийной работы активных зон действующих водо-водяных и канальных реакторов, а также проектируемых свинцовых и газоохлаждаемых реакторов, применительно к разработкам предприятий Госкорпораций «Росатом».
Выполненные работы
С использованием стенда выполнены следующие научно-исследовательские работы:
- Исследование гидродинамической картины течения потока теплоносителя в пучке твэлов ТВС реактора ВВЭР-440 при различных конструктивных решениях входа в кассету и при использовании входного фильтрующего элемента (антидебризного фильтра);
- Исследования гидродинамических и перемешивающих характеристик различных конструкций интенсифицирующей решетки ячеистого типа для ТВС реактора ВВЭР-1000;
- Определение влияния конструкции отбойной сетки кассеты РК ВВЭР-440 на распределение гидродинамических характеристик потока в области термопары измерения температуры на выходе из ТВС;
- Исследование гидродинамики потока теплоносителя в хвостовике ТВС ВВЭР-440 второго поколения;
- Экспериментальные исследования по оптимизации гидравлического сопротивления и перемешивающих свойств отбойной сетки РК ВВЭР-440;
- Проведение сравнительных гидравлических испытаний двух 19-ти ячеистых фрагментов дистанционирующей решетки реактора ВВЭР-1000.
Фрагмент 19-ти ячеистой дистанционирующей решетки
Фрагмент 19-ти ячеистой пластинчатой перемешивающей решетки
Антидебризный фильтр ТВС реактора РБМК-1000
Возможности стенда
Стенд позволяет выполнить следующие исследования:
- исследование гидродинамики и характеристик перемешивания потока в межтвельном пространстве ТВС реактора в ВВЭР, РБМК и БРЕСТ;
- влияние на гидродинамику и характеристики перемешивания потока в объеме твэльного пучка конструктивных решений нижних опорных решеток ТВС ВВЭР, дистанционирующих и перемешивающих решеток различного типа, антидебризных фильтров, отборных сеток ТВС ВВЭР-440, оребрения твэлов;
- моделирование течения в трактах охлаждения РУ с газовым теплоносителем.
Испытания
- Полномасштабных и макетных образцов твэльных пучков, нижних опорных решеток ТВС, ячеистых и пластинчатых дистанционирующих и перемешивающих решеток, антидебризных фильтров и других элементов ТВС реакторов различного типа и назначения;
- Фрагментов бесчехловых ТВС для изучения процессов межкассетного перемешивания теплоносителя;
- Макетов трубных пучков теплообменных аппаратов.
Стенд «Э7-Элемаш»
Стенд разработан и создан на кафедре «Ядерные реакторы и установки» МГТУ им. Н.Э. Баумана совместно с ПАО «Машиностроительный завод» г.Электросталь. Стенд предназначен для проведения гидродинамических и вибрационных исследований полномасштабных ТВС реакторов ВВЭР-440, моделей ТВС ВВЭР-1000 и РБМК-1000. Для проведения испытаний ТВС в одной из циркуляционных петель стенда установлена цилиндрическая колонка, предназначенная для размещения кассеты. Вторая петля стенда позволяет проводить исследования процессов гидродинамики потока во внутрикорпусных трактах и массопереносных процессов, возникающих при осуществлении жидкостного регулирования и при нарушениях режимов работы петель охлаждения реактора. В качестве объекта испытаний используется модель напорной камеры реактора ВВЭР-1000, выполненном в масштабе 1:17.
Для проведения исследований могут быть использованы полномасштабные и макетные образцы ТВС и разрабатываемые предприятиями ГК «Росатом» перспективные реакторы.
Выполненные работы
С использованием стенда выполнены следующие научно-исследовательские работы:
- Исследование влияния конструктивных особенностей узлов кассеты ВВЭР-440 на ее прочность;
- Исследования ТВС второго поколения для реакторов ВВЭР-440 в условиях комбинированного гидромеханического нагружения;
- Исследование изгибных колебаний опорной решетки, пучка твэлов и вертикальных перемещений рабочей кассеты ВВЭР-440 второго поколения при различных расходах теплоносителя.
- Разработана модель межпетлевого перемешивания теплоносителя в реакторе ВВЭР-1000.
- Проведены исследования влияния конструктивных решений внутриреакторного напорного коллектора на гидродинамическую картину течения теплоносителя на входе в активную зону реактора ВВЭР-1000.
- Определено влияние режимов циркуляции теплоносителя в реакторе ВВЭР-1000 на распределение скорости на входе в активную зону, нарушений циркуляции в контурах охлаждения реактора ВВЭР-1000 на скорость и состав теплоносителя перед активной зоной.
- Разработана методика измерения виброхарактеристик элементов конструкции ТВС ВВЭР-440.
Модель реактора ВВЭР-1000
Возможности стенда
Проведение экспериментальных исследований в целях изучения вопросов:
- Определение гидравлических характеристик ТВС;
- Влияния гидродинамики потока и возникающих в нем возмущений на виброхарактеристики ТВС и отдельных ее элементов;
- Развития фрейтинг-коррозии в местах контакта конструктивных элементов ТВС;
- Отклика ТВС и элементов ее конструкции на воздействие внешних вынужденных колебаний;
- Гидродинамики потока теплоносителя во внутриреакторных трактах движения теплоносителя;
- Межпетлевого перемешивание теплоносителя в объеме корпуса реактора;
- Гидродинамики потока на входе в активную зону при различных режимах работы петель охлаждения;
- Массопереноса при вводе в объем реактора жидкого поглотителя.
Гидравлическая схема стенда
Пример окна интерфейса программы обработки экспериментальных данных
Испытания
- Полномасштабных и макетных образцов ТВС реакторов, фрагментов трубных пучков теплообменных аппаратов;
- Измерительных зондов, предназначенных для измерения вибрационных характеристик внутрикорпусных устройств;
- Макетов многоконтурных устройств для исследования гидродинамики течения и межпетлевого перемешивания.
Возможна адаптация гидравлического стенда под требование заказчика. Предельно возможный расход воды в стенде – 300 м3/ч. Напор создаваемый насосом – 50 м.