Экспериментальное исследование теплогидравлических характеристик и устойчивости контуров естественной циркуляции системы охлаждения вакуумной камеры ИТЭР тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.03, кандидат технических наук Щеглов, Андрей Анатольевич

• Щеглов, Андрей Анатольевич
• кандидат технических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат технических наук Щеглов, Андрей Анатольевич

Введение.

1. Принципы построения системы отвода тепла от вакуумной камеры термоядерного реактора ИТЭР.

1.1 Требования к системе отвода тепла от вакуумной камеры термоядерного реактора ИТЭР.

1.2. Предпосылки построения системы отвода тепла на пассивном принципе с использованием подкипания воды на тяговом участке.

1.3. Принципы построения системы отвода тепла, предложенные российской группой ИТЭР.

1.4. Методика теплогидравлического расчёта системы отвода тепла от вакуумной камеры реактора ИТЭР и задачи экспериментального исследования.

2. Описание полновысотных моделей циркуляционного контура системы охлаждения вакуумной камеры ИТЭР и циркуляционного контура с крупномасштабной двухканальной моделью фрагмента вакуумной камеры.

2.1. Полновысотная модель проектного некипящего варианта циркуляционного контура.

2.2. Полновысотная модель кипящего варианта циркуляционного контура.

2.3 Циркуляционный контур с двухканальной крупномасштабной моделью фрагмента вакуумной камеры.

3. Методика измерений и методика обработки результатов измерений. Результаты градуировочных опытов.

3.1. Методика измерений. Оценка погрешности определения замеряемых параметров.

3.2 Методика обработки результатов измерений.

3.3 Результаты градуировочных опытов.

4. Распределение низкоскоростных потоков воды между параллельно включёнными каналами циркуцляционного контура.

4.1 Влияние конструкции входного узла на распределение расходов воды между параллельно включёнными каналами («эжектирующий эффект»)

4.1.1 Условия проведения экспериментов.

4.1.2. Анализ результатов экспериментов.

4.2. Распределение низко скоростного потока воды между параллельно включёнными каналами при обогреве лишь одного из них.

4.3. Выводы по главе.

5. Метастабильность турбулентного потока воды низкого давления.

5.1 Описание экспериментальной установки и методики проведения экспериментов.

5.2. Модель процесса.

5.3. Анализ результатов экспериментов.

5.4. Выводы по главе.

6. Истинное объёмное паросодержание (ср) адиабатного пароводяного потока низкого давления.

6.1 .Обзор литературных источников.

6.2 Результаты экспериментов по определению паросодержания (ср) при низком давлении теплоносителя.

6.3. Выводы по главе.

7. Гидродинамическая неустойчивость контура. естественной циркуляции низкого давления.

7.1. Выводы по главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Экспериментальное исследование теплогидравлических характеристик и устойчивости контуров естественной циркуляции системы охлаждения вакуумной камеры ИТЭР»

Одним из направлений освоения термоядерной энергии в мирных целях является создание термоядерных станций на базе реакторов типа ИТЭР с удержанием плазмы в электромагнитном поле. Основным элементом, обеспечивающим безопасность реактора ИТЭР - источника радиационной опасности, является вакуумная камера (ВК). Она, в частности, выполняет функцию первого барьера безопасности на пути распространения радиоактивных веществ в окружающую среду и представляет собой сложную крупногабаритную конструкцию тороидальной формы, прорезанную в разных направлениях многочисленными проходками (портами). Корпус ВК секционирован и содержит жестко связанные тороидальными и полоидальными рёбрами внутреннюю и наружную стенки, между которыми размещены пакеты защитных пластин, образующие в целом систему щелевых каналов, которые заполняются теплоносителем (вода) системы охлаждения вакуумной камеры. Эта вода одновременно выполняет и функцию биологической защиты и её кипение (даже поверхностное) недопустимо.

При работе реактора на мощности тепло выделяется в металле стенок ВК и защитных пластинах под воздействием потоков нейтронов и гамма-лучей, а в аварийных режимах тепло поступает только на наружную поверхность внутренней стенки ВК в виде теплового потока остаточных тепловыделений от внутрикамерных элементов. Ограничения термических напряжений в элементах столь сложной конструкции ВК, возникающих вследствие неравномерностей их температур, обеспечивается соответствующей эффективностью системы ее охлаждения. Для ВК характерны - низкие скорости воды [w=(0,005-0,15) м/с] в разветвленной системе параллельно - последовательно включённых каналов при разной ориентации каналов в поле гравитационных сил: от горизонтального до вертикального положения при отсутствии опускного движения воды;

В концептуальном проекте ИТЭР система охлаждения ВК была построена на использовании некипящей воды по всему циркуляционному контуру с её принудительной циркуляцией в условиях нормальной эксплуатации. Такая система потребовала повышения давления в ней и повышенного расхода энергии на принудительную прокачку воды через систему. Предусмотренный для аварийных режимов переход к естественной циркуляции сопровождался снижением в 16-20 раз расхода циркуляции и резким увеличением разности температур воды на входе в ВК и на выходе из неё. Указанное приводило к дополнительным термическим напряжениям в металлоконструкциях ВК. Кроме того, медленное расхолаживание некипящего контура не позволяло выполнить требования по безопасности, обязывающие прекращение утечек радиоактивности в окружающую среду в течении 72 часов после начала аварии с разгерметизацией внутрикамерных элементов реактора. Это возможно лишь при наличии в ВК отрицательного относительного давления (вакуума), которое имеет место в кипящей системе при температурах воды ниже 100 °С.

Вместе с тем рассматриваемая система имеет ряд специфических особенностей:

- низкие удельные тепловые потоки на стенках каналов ВК (q< 10 кВт/м");

- существенное отличие (20 м) в высотных отметках расположения верхнего сечения вакуумной камеры и источника теплоотвода (теплообменник), что позволяет создать между ними тяговый участок значительной высоты; диапазон температур теплоносителя в режиме нормальной эксплуатации (100-107,5 °С) требует весьма низкого давления насыщения (0,101-0,132 МПа), для которого имеют место высокие значения производной di'/dp«l,04 кДж/(кг-кПа). Поэтому, приняв давление на выходе тягового участка, равным атмосферному (р=0,101 МПа), получается соответствие температуры насыщения температуре воды на входе в ВК. Наличие приращения теплосодержания воды в ВК даёт определённое паросодержание теплоносителя в верхней части тягового участка, т.е. подкипание воды в ней. При этом вследствие высоких значений производной di'/dp, высота отрезка с кипением не распространяется ниже верхней половины тягового участка, что наряду с низкими значениями перепадов температур у теплоотдающих поверхностей ВК (At=q/a), гарантирует отсутствие как объёмного, так и поверхностного кипения воды в пределах ВК.

Перечисленные особенности позволили российской группе проекта ИТЭР предложить вариант циркуляционного контура системы охлаждения ВК с подкипанием воды в верхней части тягового участка между вакуумной камерой и теплообменником. Этот вариант лишён перечисленных выше недостатков, свойственных чисто некипящей системе и позволяет обеспечить практически всережимное охлаждение ВК на естественной циркуляции теплоносителя. Он присутствовал в 1997-98гг. на стадии проекта FDR Design. Однако, отсутствие экспериментального обоснования гидродинамической устойчивости предлагаемой циркуляционной системы и отсутствие надёжных рекомендаций по гидродинамическому расчёту кипящих контуров ЕЦ низкого давления (рекомендации по расчёту истинного объёмного паросодержания и гидросопротивления в тяговом участке, возможность перегрева воды в нём) не позволили центральной команде ИТЭР принять вариант с подкипанием в качестве основного на дальнейшей стадии проектирования ИТЭР. Согласно требованиям Росатомнадзора и МАГАТЭ такое экспериментальное обоснование должно быть выполнено с использованием крупномасштабных моделей рассматриваемой системы, включающей её основные узлы. При этом для контуров ЕЦ необходимо сохранение натурной высоты как всего контура, так и его основных её узлов.

Таким образом, актуальность темы настоящей работы обусловлена необходимостью проведения корректного экспериментального обоснования решений, заложенных в предложенном российской группой ИТЭР варианте циркуляционного контура системы охлаждения вакуумной камеры с подкипанием воды на участке между этой камерой и теплообменником. Кроме того, рассматриваемая система имеет ряд специфических особенностей, близких к системам пассивного отвода тепла (СПОТ) от первого контура ЯЭУ, и полученные в настоящей работе результаты могут быть использованы и при расчётах СПОТ ЯЭУ с водоохлаждаемыми реакторами.

Некипящий вариант рассматриваемого циркуляционного контура, как и работа параллельно включённых обогреваемых каналов в СПОТ ЯЭУ с водоохлаждаемыми реакторами, имеет также ряд вопросов, решение которых требует экспериментального обоснования (гидродинамическая устойчивость системы параллельно включённых каналов с некипящей водой при неравномерном их обогреве и наличии в них низких скоростей воды; влияние конструкции входного узла на распределение расходов между этими каналами).

Настоящая работа посвящена решению перечисленных задач на основе экспериментов, проведенных автором в НПО ЦКТИ на полповысотных моделях циркуляционного контуров системы охлаждения ВК (рассмотрены варианты как некипящего контура, так и контура с подкипанием воды в верхней части тягового участка), а также на крупномасштабной модели фрагмента вакуумной камеры ИТЭР.

Исследования выполнены в рамках следующих документов:

• федеральная целевая научно-техническая программа на 2002-2005 годы «Международный термоядерный реактор ИТЭР», разработанная в соответствии с распоряжением Правительства Российской Федерации от 20 февраля 2001 года №245-р и утвержденная постановлением Правительства Российской Федерации № 604 от 21 августа 2001 года;

• решение конкурсной комиссии Минатома РФ по результатам конкурса НИОКР на работы 2002-2004 года;

• решение Национальной дирекции ИТЭР Российской Федерации;

• программа работ по проекту ИТЭР, финансируемая из средств фонда Минатом РФ;

• государственные контракты на 2002-2004г. между ФГУП НИИЭФА им. Д.В. Ефремова, НТЦ «Синтез» и ДАНТ Минатом РФ;

• хоздоговоры между ФГУП НИИЭФА им. Д.В. Ефремова, НТЦ «Синтез» и ОАО НПО ЦКТИ на 2002-2004г.

Общей целью настоящей работы являлось экспериментальное обоснование решений, заложенных российской группой ИТЭР при проектировании надёжной, эффективной, экономичной, и легко регулируемой схемы системы охлаждения вакуумной камеры ИТЭР, построенной на пассивных принципах. Исходя из общей цели, решались следующие задачи:

• демонстрация гидродинамически устойчивого функционирования циркуляционного контура системы охлаждения вакуумной камеры с подкипанием в стационарных и динамических условиях, включая аварийное расхолаживание до давления ниже атмосферного. При необходимости апробация решений по обеспечению устойчивости циркуляционного контура с подкипанием;

• получение экспериментального материала и разработка на его основе недостающих соотношений для гидродинамического расчёта предлагаемой схемы циркуляционного контура:

- соотношения для определения истинного объёмного паросодержания ср) и гидросопротивления пароводяного потока низкого давления; в тяговом участке по сравнению с термодинамически равновесным состоянием;

• обоснование гидродинамически устойчивого функционирования системы параллельно включённых каналов вакуумной камеры с некипящей водой при неравномерном их обогреве и низких скоростях воды в них;

• определение влияния конструкции входного узла на распределение расходов воды между параллельно включёнными каналами.

Методический подход, принятый в работе для достижения поставленной цели:

Эксперименты проведены на ряде крупномасштабных моделей:

• двухканальная модель фрагмента вакуумной камеры (ВК);

• две полновысотные модели циркуляционного контура системы охлаждения вакуумной камеры ИТЭР (варианты некипящий и с подкипанием).

Рассмотренный диапазон давлений и температур теплоносителя, удельных тепловых потоков в ВК (источник теплоподвода), охватывает реальный диапазон этих параметров как для ИТЭР, так и для пассивных система аварийного отвода тепла от первого контура ЯЭУ с водоохлаждаемыми реакторами.

Разработаны методики и измерительные системы, фиксирующие с требуемой точностью количественные характеристики процессов. Разработаны методики и алгоритмы обработки экспериментальных данных.

На основе результатов проведённых экспериментов предложены замыкающие соотношения для моделирования теплогидравлических процессов. Расширены пределы применения ряда известных соотношений; выдержана стыковка предлагаемых соотношений с рекомендуемыми в РД и "норм".

• новые экспериментальные данные по циркуляционно -пульсационным характеристикам контура естественной циркуляции, имеющего узел теплоподвода в виде ряда параллельно - последовательно включённых нагревателей с индивидуально регулируемой мощностью, подъёмное движение воды в которых имеет различный угол наклона к горизонтали. Рассмотрены некипящий вариант циркуляции воды и вариант с её вскипанием на участке между узлами теплоподвода и теплоотвода, высота которого составляет 20 м;

• новые экспериментальные данные по перегреву относительно температуры насыщения турбулентного потока воды [Re=(9-72)-103 ] низкого давления [32-200 кПа (абс)], поднимающегося по вертикальному или наклонному адиабатному каналу большой высоты (Н^20 м);

• предложенные автором замыкающие соотношения, определяющие величины максимального значения рассмотренного в предыдущем пункте перегрева в зависимости от параметров водяного потока;

• новые экспериментальные данные по распределению расходов воды между параллельно включёнными каналами, которые показывают большое влиянию конструкции входного узла на распределение расходов воды между каналами («эжектирующий эффект»);

• новые экспериментальные данные по межканальной устойчивости движения воды, если полный перепад давления в одном из каналов превышает его значение во втором канале, даже при движении по последнему всего потока воды;

• новые экспериментальные данные по истинному объёмному паросодержанию пароводяного потока низкого давления, включая и область

• созданы две полновысотные модели (высота 35 м) циркуляционного контура системы охлаждения вакуумной камеры ИТЭР (некипящий и кипящий варианты), а также крупномасштабная модель фрагмента вакуумной камеры ИТЭР. Модели оснащены современными датчиками измерения требуемых параметров;

• получен новый экспериментальный материал по теплогидравлическим характеристикам и гидродинамической устойчивости рассмотренных выше циркуляционных контуров при движении в них воды или пароводяной смеси низкого давления, включая и область относительного вакуума [р=50-200 кПа (абс)];

• на основе проведенного экспериментального исследования расширены пределы применения соотношения к.т.н. Светлова С.В. по определению истинного объёмного паросодержания (ф) на область отрицательных относительных давлений, а также предложено новое соотношение для кольцевого режима течения;

• на основе проведенного экспериментального исследования определены параметры пульсационной области работы контуров ЕЦ с подкипанием в условиях низких давлений теплоносителя;

• продемонстрировано саморегулирование температур воды в параллельно включённых каналах при теплоподводе лишь к одному из них вследствие кратковременного опрокидывания циркуляции в необогреваемом канале;

• получены экспериментальные данные по перегреву относительно температуры насыщения турбулентного потока воды [Re=(9-72)-103] низкого

• предложен ряд замыкающих соотношений, определяющих максимальные значения рассмотренного в предыдущем пункте перегрева в зависимости от параметров водяного потока;

• продемонстрирован «эжектирующий эффект» - большое влияние конструкции входного узла на распределение расходов воды между параллельно включёнными каналами при разных вариантах исполнения этого входного узла.

Достоверность основных научных положений и выводов по работе основывается на следующем:

• эксперименты выполнены на крупномасштабных моделях с натурными вертикальными размерами основных элементов при проектных значениях суммарного приведённого коэффициента гидросопротивления циркуляционных контуров;

• эксперименты выполнены при натурных параметрах теплоносителя и натурных значениях удельного теплового потока;

• предлагаемые выводы, а также замыкающие соотношения, в основном, базируются на результатах экспериментов, проведенных автором на ряде моделей, а также с использованием данных отечественных и зарубежных исследователей;

• в исследованиях использованы современные средства измерения и обработки опытных данных; эксперименты в исследуемом диапазоне параметров сочетались с подобными опытами в том диапазоне параметров, в котором имеются известные расчетные рекомендации. В этом диапазоне параметров получено соответствие между экспериментальными данными и результатами расчетов по этим расчетным рекомендациям;

• предложенные физические и расчетные модели, а также замыкающие соотношения, согласуются с современными представлениями о процессах тепломассообмена и гидродинамики.

Практическая ценность и реализация результатов работы состоит в том, что полученный экспериментальный материал и результаты его анализа используются в проектной документации международного термоядерного реактора ИТЭР, а также может быть использован при создании систем пассивного отвода тепла (СГГОТ) от первого контура ЯЭУ с водоохлаждаемыми реакторами, предусматривающих глубокое расхолаживание реактора.

Личный вклад автора. В диссертации представлены результаты экспериментальных и расчётных разработок, выполненных автором самостоятельно, а также совместно с сотрудниками лаборатории 106 НПО ЦКТИ, в число которых он входит. При этом автору принадлежит:

• создание двух полновысотных моделей циркуляционного контура системы охлаждения вакуумной камеры ИТЭР;

• проведение экспериментов на этих моделях, а также на крупномасштабной модели фрагмента вакуумной камеры ИТЭР;

• анализ результатов всех экспериментов и разработка замыкающих соотношений, описывающих интенсивность рассматриваемых процессов.

Апробация результатов работы. Основные научные положения и результаты работы представлялись на:

• ежегодных международных совещаниях по результатам выполненных работ по проекту ВК ИТЭР, НИИЭФА, п. Металлострой, 2003, 2004 и 2005 гг.;

•семинаре по динамике Минатома РФ, Сосновый Бор, 3-6 октября 2004г.;

• 5-ой международной Балтийской Конференции по Теплообмену,

СПб, 18-21 сентября 2007г.;

• НТС НПО ЦКТИ (2004-2008Г.).

Публикации. Результаты диссертации изложены в пяти печатных работах, включая две статьи в журнале «Теплофизика высоких температур», рекомендованным ВАК.

Структура и объём работы. Диссертационная работа содержит 205 страниц основного текста (введение, 7 глав с выводами, заключение по работе), 48 рисунков, 15 таблиц. Список литературных источников содержит 84 наименования (без трудов автора). Общий объем диссертации составляет 228 страниц.

Заключение диссертации по теме «Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации», Щеглов, Андрей Анатольевич

7.1. Выводы по главе

1. Приведены результаты экспериментального исследования циркуляцнонно-пульсационных характеристик крупномасштабной модели контура естественной циркуляции (КЕЦ) системы охлаждения вакуумной камеры ИТЭР и сопоставление их с результатами исследований характеристик слабокипящих КЕЦ реактора АСТ500 и системы аварийного охлаждения активной зоны реактора ВВЭР640.

2. Результаты экспериментов показали наличие в рассмотренном здесь КЕЦ двух видов гидродинамической неустойчивости: характерной для всех приведённых выше слабокипящих КЕЦ и связанной с высокими значениями dG/diBbIXiHarp в области близких к насыщению теплосодержаниия воды (w.mup-i') в тяговом участке; ® связанной с метастабильностью низкоскоростного потока воды низкого давления (pteri=50-150 кПа, абс) и срывом перегрева воды при достижение его предельного значения, рассмотренного в разделе 5.

3. Первый из рассмотренных видов неустойчивости был устранён при уменьшении диамефа тягового участка, т.е. увеличения гидросопротивления двухфазной части КЕЦ, и тем самым снижением производной dG/ diUbL4uarp.

4. Высокий иедогрев воды в обогреваемой модели вакуумной камеры, давление в которой превосходит на да 150-200 кПа давление в сепараторе, позволил обеспечить устойчивую «опрокинутую» циркуляцию теплоносителя с опускным движением некипящей воды в модели ВК.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проведено комплексное экспериментальное исследование интенсивности теплогндравлических процессов в обоснование решений, заложенных российской группой ИТЭР в проект системы охлаждения ВК ИТЭР, построенной на естественной циркуляции со вскипанием волы низкого давления в тяговом участке циркуляционного контура. Эксперименты проведены на двух полновысотных моделях рассматриваемого циркуляционного контура и на крупномасштабной модели фрагмента вакуумной камеры ИТЭР. Рассмотрен ряд режимов работы системы, включая аварийное расхолаживание до давления ниже атмосферного значения. Эксперименты выполнены при натурных параметрах теплоносителя и натурных значениях удельного теплового потока.

2. В результате проведенного исследования:

2.1. получен обширный экспериментальный материал и на его основе разработаны недостающие соотношения для гидродинамического расчёта предлагаемой схемы циркуляционного контура:

• определение истинного объёмного паросодержания (ф) пароводяного потока низкого давления, включая и область относительного вакуума (р=50-200 к Па, абс); определение максимального перегрева подъёмного турбулентного потока воды относительно термодинамически равновесного её состояния;

2.2 продемонстрировано саморегулирование температур воды в параллельно включённых вертикальных и наклонных каналах при теплоподводе лишь к одному из них путём кратковременного опрокидывания циркуляции в иеобогреваемом канале;

2.3. показано большое влияния конструкции входного узла на распределение расходов воды между параллельно включёнными каналами («эжектирующий эффект»).

3. Полученные, более высокие по сравнению с проектно необходимыми значения коэффициентов теплоотдачи от элементов вакуумной камеры (ВК) [а>(900 и 700) Вт/м"К, соответственно для вертикального и наклонного к горизонтали на 28° каналов, обеспечивает приемлемые отличия температур соприкасающихся с водой элементов металлоконструкций В К. Поэтому для фрагментов ВК, имеющих угол наклона к горизонтали не менее р=28° (включая верхнюю часть ВК, где (3=90-180°), конструкция входных (и выходных) узлов для потока воды не лимитирует температурное состояние металлических стенок и элементов железо водной защиты этих фрагментов, и может выбираться, исходя лишь из конструктивных требований. При этом желательна большая высота канала (SK:m»50 мм), соприкасающегося с внутренней наиболее теплонапряжённой стенкой ВК, что обеспечит меньшую неравномерность температур воды в каналах фрагментов ВК.

4. При имитации нижних фрагментов ВК, имеющих угол наклона к горизонтали пе более (3=1,6°, при малых скоростях воды получены весьма

-j низкие значения коэффициентов теплоотдачи (а=40-100 Вт/м"К) от верхней теплоотдающей поверхности и недопустимо высокие перегревы этой поверхности Д1шж^100 °С. Для ликвидации этого явления предлагается для этих фрагментов ВК перекрыть для протока воды или существенно задросселировать все водяные зазоры железо-водной защиты, кроме внутреннего (верхнего) зазора, куда направить практически весь расход воды. Высота этого зазора должна обеспечить скорость воды в нём не менее 0,08 м/с. При этом по остальным зазорам теплоперенос вихрями естественной конвекции по прослойкам стоячей воды обеспечит большую равномерность температур внутренней и наружной стенок ВК по сравнению с протоком воды по всем незадросселированным зазорам железо-водной защиты даже при высокой скорости этой воды во всех зазорах.

5. Для вертикальных и наклонных фрагментов ВК снижение коэффициента гидросопротивления параллельно включённых каналов способствует снижению отличия температур воды в них и температур соприкасающихся с ппми мететаллоконструкций. Поэтому рекомендуется увеличение общего сечения отверстий в полоидальпых рёбрах.

6. Получены существенные перегревы относительно термодинамически равновесного её состояния (до 8tnep=ll К) температуры подъёмного турбулентного потока воды низкого давления 32-169 кПа (абс), поднимающегося со скоростью 0,05-0,42м/с [Re = (9-72)10 ] по тяговому адиабатному участку (d = 0,05 м; Н ~ 20 м) циркуляционного контура. На примере результатов экспериментов автора с иным контуром ЕЦ такого же низкого давления объяснены причины отсутствия столь существенных перегревов воды в «стандартных» условиях работы контуров ЕЦ. Однако, рассмотренные здесь условия характерны и для работы реальных СПОТ водоохлаждаемых реакторов, что увеличивает актуальность проведённого исследования.

7. Наличие вскипания воды в тяговом участке циркуляционного контура вызывает существенный рост расхода воды по этому контуру (высокие значения dG/dinbl4BK) и связанные с ним общеконтурные пульсации расхода теплоносителя. Для ликвидации лого нежелательного явления необходимо понизить значение производнон dG/di1!]>l4HK путём уменьшения диаметра тягового участка. При этом рост движущею напора контура ЕЦ компенсируется увеличением гидросопротивления кипящей части тягового участка. Кроме того, уменьшение диаметра тягового участка приводит к росту скорости воды в нём и, как следствие, к уменьшению перегрева воды и менее резким скачкам движущего напора при срывах этого перегрева. Данное явление наблюдалось в экспериментах с опрокппуюй циркуляцией (опускное движение воды через тяговый участок и нагреватели модели вакуумной камеры). В этом случае участком с кипением являлась бывшая «опускная ветвь» циркуляционного контура, которая имеет в 2.25-2,78 раза меньшее сечение по сравнению с тяговым участком. Опрокидывание циркуляции привело к устранению неустойчивости.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Щеглов, Андрей Анатольевич, 2008 год

1. Метастабильиость воды низкого давления в турбулентном потоке / Б.Ф. Валунов, В.А. Ильин, А.А. Щеглов и др. // Теплофизика высоких температур. 2007. Т. 45. № 1.С.1 -9.

2. Теплогидравлические процессы в тепловой трубе с центральной циркуляционной вставкой при низком давлении / Б.Ф. Валунов, А.А. Белов,

3. A.А. Щеглов и др. // Теплофизика высоких температур. 2008. Т. 46. № 3. С. 1-8.

4. Heat transfer to low-velocity flow in vertical, inclined and horizontal Channels /

5. B.F. Balunov, V.N. Tanchuk, A.A. Shcheglov, etc. // Advances in Heat Transfer: Proceedings of the Baltic Heat Transfer Conference (September 19— 21, 2007, Saint-Petersburg). V. 1. P. 122 133.

6. Экспериментальное исследование теплогидравлических характеристик двухканальной полновысотной модели вакуумной камеры ИТЭР / Б.Ф. Валунов, А.А. Щеглов. А.С. Бабыкин и др. // Отчёт ОАО НПО ЦКТИ по договору jY» 325-01/10 от 21 июня 2001 г.

7. Кириллов, ПЛ. Справочник по теплогидравлическим расчетам: ядерные реакторы, теплообменники, парогенераторы / П. Л. Кириллов, Ю. С. Юрьев. -М.: Эпсргопздат, 1990, 296 с.

8. Теплоотдача при смешанной конвекции в горизонтальных плоских каналах вакуумной камеры международного термоядерного реактора / Б.Ф. Валунов, А.С. Вабыкин, В.Н. Танчук, и др. // Теплофизика высоких температур. 2004. Т. 42. № 2. С. 279-286.

9. Экспериментальное исследование геплогидравлических характеристик двухканальнои полповысотной модели вакуумной камеры ИТЭР / Б.Ф. Валунов, Р.А. Рыбин, В.Н. Тапчук и др. // Отчёт ОАО НПО ЦКТИ по договору №325-01/10 от 21 июня 2001г.

10. Петухов. B.C. Теплообмен в ядерных энергетических установках / B.C. Петухов, Л.Г. Гении, С.А. Ковалёв. -М.: Энергоатомиздат, 1986, 470 с.

11. Турбулен тное течение и теплообмен в трубах при существенно влиянии термогравитацип / B.C. Петухов, А.Ф. Поляков // В кн. Труды международного семинара по турбулентной свободной конвекции (Дубровник: СФРЮ). 1976. 701 с.

12. Идельчик, НЕ. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. -М.: Машиностроение, 1975.

13. Гидравлический расчет котельных агрегатов (нормативный метод) под редакцией В.А. Локшипа, Д.Ф. Петерсона, АЛ. Шварца. -М.: Энергия, 1978. -255 с.

14. РД 24.035.05-89: Тепловой и гидравлический расчет теплообменного оборудования АЭС. НПО ЦКТИ. -Л.: 1991.

15. Митенков, Ф. М. Механизмы неустойчивых процессов в тепловой и ядерной энергетике / Ф. М. Митенков, Б. И. Моторов. -М.: Атомиздат, 1981. 88 с.

16. Комплекс замыкающих соотношений, описывающих интенсивность охлаждения днища реактора в залитой водой шахте / Валунов Б.Ф., Бабыкин

17. A.С., Жпвпцкая Т.С. // В кн. Сб. трудов отраслевой конференции, «Теплофпзика-2001: Теплогидравлические коды для энергетических реакторов». -Обнинск: ФЭИ, 2001. 118 с.

18. Преображенский, В. П. Теплотехнические измерения и приборы. М.: Энергия, 1978. - 706 с.

19. Судаков, А.В. Пульсации температур и долговечность элементов энергооборудования / А.В. Судаков, А.С. Трофимов. -JL: Энергоатоиздат, 1989.

20. Скрипов, В. П. Метастабильная жидкость. М.: Наука, 1972. - 312 с.

21. Фисепко, В. В. Критические двухфазные потоки. М.: Атомиздат, 1978. -160 с.

22. Взаимодействие паровой и жидкой фаз в корпусе ядерного реактора при продувке / Муди Ф. Дж. // Энергетические машины и установки. 1969. № 1. С. 79-91.

23. Критические течения теплоносителя при разгерметизации контура АЭС с канальными реакторами: расчет расходов и устройств для их ограничения: Руководящий технический материал, № 12970, ОАЭС-336 / JI. К. Тихопенко,

24. B. Д. Келлер. Э, К. Карасев и др. ВТИ; ЭНИС; пр. п/я А-7291. Москва.: 1985. - 108 с.

25. Реактивные усилия и расходы при критическом истечении вскипающей воды из разуплотненного трубопровода / А.С. Бабыкин, Б.Ф. Балунов, В.Ф. Репин и др. // Энергомашиностроение. 1982. № 6. С. 5-7.

26. Начальная стадия снижения давления горячей воды при внезапном сбросе высокого давления / Дж. Линхард, М. Аламгир, М. Трела // Теплопередача. 1978. №3. С. 98-106.

27. Экспериментальное исследование процессов, происходящих в корпусе ППУ установок типа АБВ-1,5 /' Р.А. Рыбин. В.И. Тишенинова, И.А. Дукина и др. //Труды ЦКТИ №153. -Л.: 1977. С.100-107.

28. Кутателадзе, С.С. Основы теории теплообмена. -М.: Атомиздат, 1979.

29. Паросодержапне двухфазного адиабатного потока в вертикальных каналах / Д.А. Лабупцов, И.П. Корнюхин, Э.А. Захарова // Теплоэнергетика. 1968. №4. С. 62-67.

30. Истинное объемное паросодержание в вертикальных трубах в условиях барбогажа /' С.Б. Алексеев, С.В. Светлов, В.Г. Сидоров и др. // Теплофизика высоких температур. 1999. Т. 37. Вып. 4. С. 620-626.

31. Особенности использования модели дрейфа фаз в расчетных динамических реакторных программах / В.Б. Хабенский, Ю.А. Мигров, О.В. Токарь // ИФЖ. 1994. Т. 67. № 3-4. С. 209-218.

32. Экспериментальное исследование межкассетной устойчивости естественной циркуляции на модели реактора АСТ-500. (Отчет), 106903/010312, НПО ЦКТИ, Валунов Б.Ф., Бабыкин А.С., Живицкая Т.С. и др. Л., 1985.-123 с.

33. Хампд, С.Н. Теплогидравлические характеристики двухфазных потоков в контурах естественной циркуляции при низких приведённых давлениях: автореферат дис. канд. тех. паук: защищена (МЭИ). -М., 2003.

34. К. Mishima, М. Ishii // Int. J. Heat Mass Transfer. 1984. V. 27. № 5. P. 723-737.

35. Heal iransfer in bubble lazars at high pressures / A.A. Avdeev, B.F. Balunov, V.l. Kiselev // Exp. Therm. Fluid Sci. 1992. V. 29. №5. P. 482-489.

36. Теплопередача при подъемном движении пароводяной смеси вдоль охлаждаемой поверхности / А.С. Бабыкин, Б.Ф. Валунов и др. // Атомная энергия. 1994. Т. 76. № 5. С. 389-395.

37. Stability of Dry Patches Forming in Liquing Film Flowing Over Heated Surfaces / N. Zuber, F.W. Staub // Int. J of Heat Mass Transfer. 1966. P. 897-905.

38. Void Fraction in Vertical Tubes and Rod Bundles at Vapor Bubbling / Y.N. Ilyukhin, S.V. Svetlov, S.B. Alexeev etc. // ICONE5-2436 (May, 1997, Nice, France).

39. Drift ilux model for large diameter pipe and new correlation for pool void fraction / Kataoka, M. Ishii // Int. J. Heat Mass Transfer. 1987. V. 30. № 9. P. 1927-1938.

40. Void /Taction Technology for Design and Analysis / B. Chexal, B. Medio, J. Maulbelsch, etc. // REPORT EPRI TR- 106326 (March, 1997, USA).

41. Удельные движущие напоры в трубах со свободным уровнем при давлениях от 17 до 180 ата / А.И. Филимонов, М.М. Пржиялковский, Э.П. Дик и др. // Теплоэнергетика. 1957. № 10. С. 22-26.

42. Исследования полезных напоров циркуляции при высоких давлениях водяного пара / Холодовский Г.Е. // Доклады АН СССР. Новая серия № 1. 1950.

43. Экспериментальные данные по гидродинамике двухфазного слоя / М.А. Стырикович, А.В. Сурнов, Я.Г. Винокур // Теплоэнергетика. 1961. № 9. С. 56-60.

44. Экспериментальные исследования полезных напоров в трубах при нулевых и малых скоростях воды. / С.И. Мочан, М.М. Пржиялковский, JT.JT. Бачило и др. // Вопросы теплообмена и гидравлики двухфазных сред. Госэнергоиздат, 1961. С. 253-270.

45. Маргулова, Т.Х. Методы получения чистого пара. —М: Госэнергоиздат, 1956.54The velocity of rising steam in a bubbling two-phase mixture. / J.F. Wilson, R.G. Grenda, J.F. Patterson // Transactions of the ANS. 1961.V. 4. № 2.

46. Использование у-лучей для определения объемного напорного паросодержания п истинного уровня в аппарате / J1.C. Стерман, А.В. Сурнов // Теплоэнергетика. 1955. №. 8. С. 39-43.

47. W. Shurig // VDI-Forschungsheft. 1934. 365 P.

48. J.F. Marcha-erre, M. Petrick. // Nuclear Science and Engineering. V. 7. № 6. 1960.

49. Исследование полезных напоров в котельных трубах / О.М. Балдина, Д.Ф. Петерсои // Вопросы теплоотдачи и гидравлики двухфазных сред. Госэнергоиздат, 1961. С. 195-253.

50. Петерсон Д.Ф. // Советское котлотурбостроение. 1936. № 4.

51. Исследование циркуляции при высоком давлении / З.М. Бродерзон, О.М. Балдипа, А.Р. Сории // Советское котлотурбостроение. ГЭИ. 1941. № 1,2. С. 2-5.

52. Истинное паросодержание пароводяных течений в вертикальных необогреваемых трубах / Н.И. Семенов, А.А. Точигин // ИФЖ. 961. Т. IV. № 7. С. 30-35.

53. Определение истинного паросодержания при барботаже на участке стабилизации / Г.Г. Барюломей, М.С. Алхутов // Теплоэнергетика. 1967. № 12. С. 80-81.

54. Истинное обьемное паросодержание при давлении 0,4-1,2 МПа / А.С. Бабыкпп. Б.Ф. Валунов, Ю.А. Ершов и др. // Теплоэнергетика. 1997. № 3.1. C. 27-31.

55. Рекомендации по расчёту контуров естественной циркуляции низкого давления и тепловых труб: Дополнение к нормативному методу гидравлического расчёта котельных агрегатов // Отчёт АООТ НПО ЦКТИ // Валунов Б.Ф. Сиб.: 1998. - 64 с.

56. Two Component Two-Phase Flow Parameters for Low Circulation Rates / Smissaerl G.E. // ANL-6755. July 1963.

57. Steam Water Void Fraction for Vertical Upflow in a 73.9 mm Pipe / Beattie

58. D.R.H., Sugawara S. // Int. J. Multiphase Flow. 1986. V. 12. № 4. P. 641-653.

59. Two-Phase Flow Measurements with Advanced Instrumental Spool Praises and Local Conductivity Prods / Tumage K.G., Davis C.E. // Union Carbide Corporation Nuclear Division. July, 1979.

60. Prediction of Void Fraction in Low Velocity Vertical Bubbling Flow / P.C. Hall, K.H. Ardron // European Two Phase Flow Group Meeting (1978, Stockholm, Sweden).

61. Two Component Two-Phase Flow Parameters for Low Circulation Rates / G.E. Smissaerl // ANL-6755. July, 1963.

62. Two-Phase Flow Regimes and Carry-over in a Large Diameter Model of a PWR Hot Leg / A. Hashemi // EPRI Report NP-4530. April, 1986.

63. Begges, H.D. An Experimental Study of Two-Phase Flow in Inclined Pipes: Ph. D. Thesis (Department of Petroleum Eng., University of Tulsa). 1972.

64. Гидродинамика барботажа / А.А. Авдеев // Теплоэнергетика. 1983. №11. С. 42-46.

65. Кутепов, A.M. Гидродинамика и теплообмен при парообразовании / A.M. Кутепов, Л.С. Стсрмап, П.Г. Стюшпн. -М.: Высшая школа, 1977.

66. Свеиюв, С. В. Гидродинамические характеристики тепловыделяющих сборок водоохлаждаемого ядерного реактора при низких скоростях циркуля и ни теп поносителя: автореферат дис. канд. тех. наук: защищена (АООТ НПО ЦКГИ). СПб., 1998. -26 с.

67. Экспериментальное исследование процессов внутризонной циркуляции на стенде ИСТ (ЕЦ) при отсутствии общеконтурной циркуляции теплоносителя: Л и нотационная справка 106612 // НПО ЦКТИ // Ю.Н. Илюхин, С.В. Светлов. 1996.

68. Кутыпг. В.В. Теплогидравлические процессы при пассивном отводе остаточного тепла ВВЭР640 в авариях с потерей теплоносителя: автореферат дне. канд. тех. т-ук: защищена (СПбГПУ). -СПб., 2003. 26 с.

69. Нульсационпые характеристики контура естественной циркуляции крупномасштабной модели слабокипящего реактора / А.С. Бабыкин, Б.Ф. Балунов, Т.С. Живицкая и др. // Атомная энергия. 1985. Т. 58, Вып. 4, С. 237-241.

70. Пульсациопные характеристики двухкассетной модели водяного кипящего реактора / А.С. Бабыкин, Б.Ф. Балунов, В.В. Вахрушев и др. // Атомная энергия. 1990. Г. 69. Вып. 2, С. 87-92.

71. О гидравлической устойчивости естественной циркуляции в ЯЭУ с подкипанием теплоносителя / Ф.М. Митенков, Л.Н. Кутьин, Б.И. Моторов и др. // Атомная шергия. 1982. Т. 52. Вып. 4. С. 227-230.

72. Исследование устойчивости циркуляции теплоносителя в модели реактора АСТ-500 / В.П. 'Завальский, Л.Л. Кобзарь, П.А. Лсппик и др. // Атомная знергиу. 1983. Т. 55. Вып. 4. С. 205-208.

73. Способ эксплуатации слабокипящего ядерного реактора с естественной циркуляцией /' U.C. Алферов, Б.Ф. Балунов, B.C. Кууль и др. // Авторское свидетельство № 1349559. 1987.