В Росатоме созданы стенды для моделирования теплогидравлических процессов в элементах реакторной установки поколения IV
На базе НГТУ им. Р.Е. Алексеева (г. Нижний Новгород, опорный вуз госкорпорации «Росатом») созданы уникальные аэродинамические стенды для моделирования теплогазодинамических процессов смешения гелиевого теплоносителя в нижнем собирающем коллекторе реакторной установки с высокотемпературным газоохлаждаемым реактором (РУ ВТГР) и экспериментальных исследований процессов течения гелиевого теплоносителя в канале тепловыделяющей сборки с поглощающим стержнем системы управления и защиты (СУЗ) РУ ВТГР.
Работы по анализу мирового опыта по экспериментальному моделированию подобных процессов, разработке и созданию стендов и проведению исследований проводились специалистами НГТУ им. Р.Е. Алексеева в 2022-2024гг. в кооперации со специалистами ОКБМ Африкантов (главный конструктор РУ ВТГР, входит в Машиностроительный дивизион «Росатома»). Комплекс научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по разработке и расчетно-экспериментальному обоснованию РУ ВТГР ведутся с 2021 года специалистами ОКБМ Африкантов по заказу Электроэнергетического дивизиона «Росатома» в рамках инвестиционного проекта по созданию отечественных технологий для крупномасштабного производства и потребления водорода и водородсодержащих продуктов.
Исследования перемешивания неизотермических потоков гелиевого теплоносителя в нижнем собирающем коллекторе газоохлаждаемого реактора с призматической активной зоной при условиях, характерных для разработанного проекта, ранее в мире не проводились. Для проведения исследований характеристик оригинальной конструкции нижнего собирающего коллектора РУ ВТГР специалистами НГТУ им. Р.Е. Алексеева и ОКБМ Африкантов разработана и обоснована экспериментальная модель коллектора (в масштабе 1:2,5). По результатам анализа мирового опыта для экспериментальных исследований гидравлических характеристик тепловыделяющей сборки с поглощающим стержнем СУЗ учеными использована полноразмерная модель колонны тепловыделяющих сборок РУ ВТГР (в масштабе 1:1). Проточная часть экспериментальной модели оснащена уникальной системой измерения, позволяющей получать контрольные параметры (скорость потока, давление) в зазорах шириной не более 2 мм.
«Сейчас в команде нижегородских политехников над проектом работают 11 исследователей, среди которых молодые ученые Передовой инженерной школы. Почти за два года совместной работы с сотрудниками ОКБМ Африкантов нам удалось достичь реальных результатов, на основе которых внесены изменения в конструкцию отдельных элементов активной зоны реакторной установки с высокотемпературным газоохлаждаемым реактором», - отметил ректор НГТУ им. Р.Е. Алексеева Сергей Дмитриев.
Уникальные результаты проведенных экспериментальных исследований будут использованы нижегородскими учеными и конструкторами для оптимизации конструкции реакторной установки, обоснования работоспособности и теплотехнической надежности РУ ВТГР, а также для верификации отечественных программных комплексов вычислительной гидро- и аэродинамики CFD-класса.
Фото: Росэнергоатом