Все выпуски

[ Switch to English ]

CFD-моделирование теплообменных пучков парогенератора с эвтектическим сплавом «свинец–висмут»

Арданиани В.Г., Маркова Т.В., Аксёнов А.А., Кочетков М.А., Волков В.Ю., Голибродо Л.А., Крутиков А.А., Кудрявцев О.В.
 pdf (4403K)

В настоящее время ведутся активные разработки ядерных реакторов 4-го поколения с жидкометаллическими теплоносителями, в связи с чем актуальными являются расчеты их элементов и узлов с использованием программ трехмерного моделирования. Теплогидравлический анализ реакторных установок с жидкометаллическим теплоносителем признается одним из важнейших направлений комплекса взаимосвязанных задач по обоснованию параметров реакторных установок, включая обоснование безопасности. Сложность получения необходимой информации об условиях эксплуатации реакторного оборудования с жидкометаллическими теплоносителями на основе экспериментальных исследований требует привлечения численного моделирования. В качестве инструмента, описанного в статье исследования, использован отечественный CFD-код FlowVision, который имеет аттестат НТЦ ЯРБ для расчетного обеспечения безопасности ядерных реакторов. Ранее было доказано успешное применение данного расчетного кода для моделирования процессов в ядерных реакторах с натриевым теплоносителем. Поскольку на данный момент в ядерной отрасли в качестве перспективных реакторов рассматриваются установки со свинцово-висмутовым теплоносителем, необходимо обосновать пригодность кода FlowVision также и для моделирования течения такого теплоносителя, что и являлось целью данной работы. В статье приведены результаты численного моделирования потока свинцово-висмутовой эвтектики в пучке теплообменных труб парогенератора АЭС. В рамках CFD-моделирования процессов гидродинамики и теплообмена в пучке теплообменных труб произведены исследования сходимости по сетке, по шагу, выбрана модель турбулентности, определены коэффициенты гидравлического сопротивления решеток и проведено сравнение расчетов с использованием модели $k_\theta^{}$-$e_\theta^{}$ и без нее. По итогам исследования получено, что результаты расчета с использованием $k_\theta^{}$-$e_\theta^{}$-модели турбулентности более точно согласуются с корреляциями. В качестве дополнительной проверки точности результатов выполнена кросс-верификация с ПО STAR-CCM+, полученные результаты лежат в пределах погрешностей использованных для сравнения корреляций.

Ключевые слова: атомная энергетика, свинец–висмут, вычислительная гидродинамика, тепломассообмен, теплогидравлика, сопряженный теплообмен
Цитата: Арданиани В.Г., Маркова Т.В., Аксёнов А.А., Кочетков М.А., Волков В.Ю., Голибродо Л.А., Крутиков А.А., Кудрявцев О.В. CFD-моделирование теплообменных пучков парогенератора с эвтектическим сплавом «свинец–висмут» // Компьютерные исследования и моделирование, 2023, т. 15, № 4, с. 861-875
Citation in English: Ardaniani V.G., Markova T.V., Aksenov A.A., Kochetkov M.A., Volkov V.Y., Golibrodo L.A., Krutikov A.A., Kudryavtsev O.V. CFD-modeling of heat exchange beams with eutectic lead-bismuth alloy // Computer Research and Modeling, 2023, vol. 15, no. 4, pp. 861-875
DOI: 10.20537/2076-7633-2023-15-4-861-875
URL: http://crm.ics.org.ru/journal/article/3362/
Creative Commons License Статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NoDerivs 3.0 Unported License.

Журнал индексируется в Scopus

Полнотекстовая версия журнала доступна также на сайте научной электронной библиотеки eLIBRARY.RU

Журнал входит в систему  Российского индекса научного цитирования.

Журнал включен в базу данных Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science

Международная Междисциплинарная Конференция "Математика. Компьютер. Образование"

Международная Междисциплинарная Конференция МАТЕМАТИКА. КОМПЬЮТЕР. ОБРАЗОВАНИЕ.

Copyright © 2009–2024 Институт компьютерных исследований