Теплотехническое состояние активной зоны исследовательского реактора ИВГ.1М при различных режимах работы.
Авторы
DOI:
https://doi.org/10.31489/2024No3/45-53Ключевые слова:
ИР ИВГ.1М, твэл, температурное поле, компьютерное моделирование, ТВС, теплофизический расчетАннотация
Актуальность исследований связана с определением теплотехнических характеристик активной зоны исследовательского реактора ИВГ.1М с низкообогащенным урановым топливом при номинальных и проектных режимах эксплуатации. Теплотехническое состояние исследовательского реактора ИВГ.1М во время проведения пусков определяют показания датчиков температуры, давления и расхода теплоносителя информационно-измерительной системы. Для определения температуры конструкционных материалов активной зоны и распределения температуры теплоносителя по высоте тепловыделяющей сборки применяются косвенные методы, в том числе методы компьютерного моделирования. Исследования проведены с помощью метода конечно-элементного анализа с использованием программного комплекса ANSYS Fluent. Цель проведения исследований состояла в проверке адекватности расчетной методики и получении расчетных данных о распределении температуры в тепловыделяющей сборке в диапазоне мощности работы реактора от номинальной до проектной. В статье представлены описание реактора ИВГ.1М, методика проведения исследований, компьютерная модель, результаты моделирования и сравнение расчетных данных с экспериментальными. Научная новизна исследования состоит в определении температурных режимов работы твэлов при работе реактора на различных уровнях проектной мощности при консервативном подходе к условиям охлаждения. Значимость результатов исследования состоит в том, что компьютерная модель может быть использована для определения характеристик активной зоны реактора ИВГ.1М при различных режимах работы реактора и для анализа теплогидравлических процессов в тепловыделяющей сборке.
Библиографические ссылки
Sabitova R., Popov Y., Irkimbekov R., Prozorova I., Derbyshev I., Nurzhanov E., Surayev A., Gnyrya V., Azimkhanov A. (2023) Results of Experiments under the Physical Start-Up Program of the IVG.1M Reactor. Energies, 16, 6263. DOI: 10.3390/en16176263.
Korovikov A.G., Ilyinych S.A., Yermakov V.A., Serikbayev B.S. (2018) Third phase of information and measuring system modernization of IVG.1M research reactor. NNC RK Bulletin, 3, 33 – 39. DOI:10.52676/1729-7885-2018-3-33-39. [in Russian]
Surayev A.S., Irkimbekov R.A., Ponkratov Yu.V. (2020) Calculation of the thermal state of the experimental device for tests in the IVG.1M reactor. NNC RK Bulletin, 2, 144 – 153. Available at: https://journals.nnc.kz/jour/article/view/253?locale=en_US [in Russian]
Sabitova R.R., Prozorova I.V., Irkimbekov R.A., Popov Yu.A., Bedenko S.V., Prozorov A.A., Mukhamediyev A.K. (2022) Methods to Study Power Density Distribution in the IVG.1M Research Reactor After Conversion. Applied Radiation and Isotopes, 185, 110259. DOI:10.1016/j.apradiso.2022.110259.
Prozorova I.V., Martynenko Y.A., Irkimbekov R.A., Popov Y.A., Suraev A.S., Gnyrya V.S., Sabitova R.R., Medetbekov B.S. (2023) Definition of Thermophysical Parameters of the IVG.1M reactor core with LEU fuel. Neutron Spectroscopy. Nuclear structure. Related topics. Russia, Dubna, 59 – 66. Available at: http://isinn.jinr.ru/proceedings/isinn-29/pdf/Prozorova.pdf
Irkimbekov R., Vurim A., Vityuk G., Zhanbolatov O., Kozhabayev Z., Surayev A. (2023) Modeling of Dynamic Operation Modes of IVG.1M Reactor. Energies, 16, 932. DOI:10.3390/en16020932.
Irkimbekov R.A., Zhagiparova L.K., Kotov V.M., Vurim A.D., Gnyrya V.S. (2019) Neutronics Model of the IVG.1M Reactor: Development and Critical-State Verification. Atomic Energy, 127, 69–76. DOI:10.1007/s10512-019-00587-1.
Martynenko E.A., Erdybayeva N.K., Akaev A.S., Bekmuldin M.K., Turkach A.A. (2023) Kompyuternoe modelirovanie raspredeleniya temperaturyi TVS reaktora IVG.1M. Bulletin of Toraigyrov University. Energetics series, 3, 197 – 209. DOI: 10.48081/YBCY7199. [in Russian]
Khazhidinov A.S., Akayev A.S., Ganovichev D.A. (2019) Computation of a temperature field of the IVG.1M WCTC-LEU in optimized and advanced models. NNC RK Bulletin, 3, 76-80. DOI:10.52676/1729-7885-2019-3-76-80. [In Russian]
Khazhidinov A.S., Ganovichev D.A., Akaev A.S., Martynenko Ye.A., Khazhidinova A.R. (2018) Validation of the thermophysical model of IVG.1M reactor WCTC-LEU. NNC RK Bulletin, 3, 45-49. DOI:10.52676/1729-7885-2018-3-45-49. [In Russian]
Zaytsev D.A., Repnikov V.M., Soldatkin D.M., Solntsev V.A. (2017) Studies of behavior of the fuel compound based on the U-Zr micro-heterogeneous quasialloy during cyclic thermal tests. Journal of Physics: Conference Series, 891(1). DOI:10.1088/1742-6596/891/1/012181.
ANSYS Fluent Workbench Tutorial Guide Release 2021 R2. (2021), ANSYS Inc., Southpointe. Available at: https://dl.cfdexperts.net/cfd_resources/Ansys_Documentation/Fluent/Ansys_Fluent_Workbench_Tutorial_Guide_2021_R2.pdf
Bruyaka A., Fokin V.G., Soldusova E.A., Glazunova N.A., Adeyanov I.E. (2010) Inzhenernyj analiz v ANSYS Workbench, Samar.gos.tekhn.un-t, Samara, 217 p. [In Russian] Available at: https://studizba.com/show/1041590-2-bruyaka-va-inzhenernyy-analiz-v-ansys.html
Sabitova R.R., Popov Yu.A., Irkimbekov R.A., Prozorova I.V., Bedenko S.V. (2023) Calculated and experimental data on energy release profile in the fuel assembly of the IVG.1M reactor after fuel enrichment reduction. NNC RK Bulletin, 83-87. DOI:10.52676/1729-7885-2023-1-83-87. [In Russian]
Bobkov V.P., Fokin L.R., Petrov E.E., Popov V.V. Rumiantsev V.N., Savvatimsky A.I. (2008) Thermo-physical Properties of Materials for Nuclear Engineering: A Tutorial and Collection of Data, International Atomic Energy Agency, Vienna, 2000 p. Available at: https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/IAEA-THPH_web.pdf
Rivkin S.L., Aleksandrov A.A. (1984) Termodinamicheskie svojstva vody i vodyanogo para. Energoatomizdat, Moskow, 84 p. [In Russian] Available at: https://studizba.com/show/850980-14-.html
Miheev M.A., Miheeva I.M. (1977) Osnovy teploperedachi, Energiya, Moscow, 344 p. [In Russian] Available at: https://studizba.com/show/1013624-1-osnovy-teploperedachi-miheev-ma.html
