Структурные характеристики двухфазных течений в вертикальных каналах систем теплоотвода ядерных энергетических установок в режиме естественной циркуляции

Приведены результаты экспериментального исследования структурных характеристик двухфазного потока в режиме естественной циркуляции в вертикальных каналах. Для адиабатного течения смеси вода — воздух в вертикальном канале, входящем в состав контура с естественной циркуляцией, получены распределения локального газосодержания в вертикальных трубах различного диаметра (30 и 60 мм) при давлении 0,1 МПа. Для определения истинных объемных долей фаз использован кондуктометрический метод. Найдены границы применимости расчетных методик, наиболее широко используемых при проектировании и обосновании систем безопасности водоохлаждаемых ядерных энергетических установок на основе сопоставления расчетных зависимостей истинного объемного паросодержания с полученными экспериментальными результатами. Предложены рекомендации по выбору и уточнению расчетных соотношений для истинного объемного газосодержания.

Литература

[1] Schlegel J., Hibiki T., Ishii M. Development of a comprehensive set of drift-flux constitutive models for pipes of various hydraulic diameters. Progress in Nuclear Energy, 2010, vol. 52, pp. 666–671, doi: 10.1016/j.pnucene.2010.03.007

[2] Алексеев С.Б., Илюхин Ю.Н., Кухтевич В.О., Парамонова И.Л., Светлов С.В., Сидоров В.Г. Истинное объемное паросодержание в вертикальных трубах в условиях барботажа. ТВТ, 1999, № 37(4), c. 620–626.

[3] Логинов А.В., Мельников В.И., Соколов А.Н., Шмелев Д.И. Экспериментальный стенд по исследованию двухфазного водо-воздушного потока. Научно-технический вестник Поволжья, 2011, № 6, c. 209–212.

[4] Мельников В.И., Иванов В.В., Тепляшин И.А., Логинов А.В., Шмелев Д.И. Разработка многоточечной акустозондовой системы диагностики двухфазного теплоносителя. Известия высших учебных заведений. Ядерная энергетика, 2014, № 2, c. 27–34, doi: https://doi.org/10.26583/npe.2014.2.03

[5] Schlegel J., Sawant P., Paranjape S., Ozar B., Hibiki T., Ishii M. Void fraction and flow regime in adiabatic upward two-phase flow in large diameter vertical pipes. Nuclear Engineering and Design, 2009, vol. 239(12), pp. 2864–2874, doi: 10.1016/j.nucengdes.2009.08.004

[6] Shen X., Mishima K., Nakamura H. Two-phase distribution in a vertical large diameter pipe. International Journal of Heat Mass Transfer, 2005, vol. 48(1), pp. 211–225, doi: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2004.06.034

[7] РД 24.035.05–89. Методические указания. Тепловой и гидравлический расчет теплообменного оборудования АЭС. 1989. 362 c.

[8] Балдина О.М., Кветный М.А. О расчете напорных паросодержаний в вертикальных испарительных и пароотводящих трубах паровых котлов. Теплоэнергетика, 2000, № 8, c. 26–29.

[9] РБ-040–09. Руководство по безопасности. Расчетные соотношения и методики расчета гидродинамических и тепловых характеристик элементов и оборудования водоохлаждаемых ядерных энергетических установок. 2009. 252 с.

[10] Захарова Э.А., Лабунцов Д.А., Корнюхин И.П. Паросодержание двухфазного адиабатного потока в вертикальных каналах. Теплоэнергетика, 1968, № 4, с. 62–67.

[11] Isao K., Mamoru I. Drift flux model for large diameter pipe and new correlation for pool void fraction. International journal of heat mass transfer, 1987, vol. 30(9), pp. 1927–1939, doi: 10.1016/0017-9310(87)90251-1

[12] RELAP5/MOD3 Сode manual volume IV: models and correlations. NUREG/CR-5535 INEL-95/0174, 1995. URL: https://www.nrc.gov/docs/ML1103/ML110330271.pdf (дата обращения 10 мая 2018).

[13] Hibiki T., Ishii M. Distribution parameter and drift velocity of drift-flux model in bubbly flow. International Journal of Heat Mass Transfer, 2001, vol. 45(4), pp. 707–721, doi: 10.1016/S0017-9310(01)00195-8

[14] Исаков Н.Ш., Перевезенцев В.В. Диагностика двухфазных течений в вертикальных каналах в режиме естественной циркуляции по пристеночным пульсациям давления. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2015, № 3, с. 17–29, doi: 10.18698/0236-3941-2015-3-17-29