Разномасштабные задачи тепломассообмена в атомной энергетике

Василий Юрьевич Волков, Лука Антонович Голибродо, Алексей Александрович Крутиков, Олег Вячеславович Кудрявцев, Юрий Николаевич Надинский, Артем Тимурович Нечаев, Александр Петрович Скибин

Аннотация


Данная статья посвящена обзору результатов, полученных в АО ОКБ «ГИДРОПРЕСС» с учетом наработанного опыта в области численного моделирования тепломассообмена в различных объектах атомной энергетики. Польза от применения CFD-технологий при проектировании реакторных установок заключается в возможности на базе ограниченного количества экспериментальных данных детально исследовать процессы тепломассообмена в установке с целью подтверждения или модернизации конструкторских решений на передовом научно-техническом уровне. Представлен ряд задач, для решения которых были использованы современные численные методы вычислительной гидродинамики с применением высокопроизводительной вычислительной техники. Показаны новые возможности расчетного моделирования при использовании современных суперкомпьютерных вычислительных технологий, а также сопутствующие вычислительные сложности и проблемы анализа результатов. Приведены примеры использования рассматриваемой технологии для моделирования экспериментальных стендов и натурных объектов при различных режимах работы. Показана автоматическая обработка результатов, позволяющая проводить анализ больших задач размерностью до 1 млрд. контрольных объемов по интегральным параметрам, характеризующим работу реакторной установки, таким как распределение расходов на входе и на выходе из активной зоны, распределение подогревов в тепловыделяющих сборках активной зоны, и т.д.

Ключевые слова


атомная энергетика, вычислительная гидродинамика, суперкомпьютерные техно- логии, тепломассообмен

Полный текст:

PDF

Литература


Golibrodo L., Vdovkina I., Galkin I., et al. Validation of Three-dimensional Models of Hydrodynamic Processes in Heat-exchange Equipment. Glavnii mehanik [Chief Mechanical Engineer]. 2014. No 8. pp. 23–25. (in Russian)

Skibin A., Volkov V., Golibrodo L. et al. Optimization of the Steam Receiving Device of the NPP Steam Generator. High Performance Computing for the Quality of Design of Reactor Equipment Superkomputernie thenologii v nauke, obrazovanii i promishlennosti [Supercomputer Technologies in Science, Education and Industry / Ed. by Acad. RAS V.

Sadovnichiy, Acad. RAS G. Savin, Acad. RAS V. Voevodin]. M.: Publishing house of Moscow University, 2015. pp. 6–12. (in Russian)

Volkov V., Golibrodo L., Krutikov A. et al. Optimization of the Steam Receiving Perforated Sheet of the PGV-1000MKO Steam Generator Using CFD. Sbornik trudov 9 mezhdunarodnoi konferencii "Obespechenie bezopasnosti AES s VVER" [Proceedings of the 9th International Scientific and Technical Conference .Safety of NPPs with VVER.]. Podolsk, 2015. (in Russian)

Volkov V., Golibrodo L., Krutikov A. et al. Optimization of the Steam Receiving Perforated Sheet of the Steam Generator PGV-1000 MKO Using CFD. Bulluten osnovnih nauchno-thenicheskih rabot AO OKB "GIDROPRESS" [Bulletin of the main scientific and technical works of JSC OKB "GIDROPRESS"for the year]. 2014. Podolsk: JSC OKB "GIDROPRESS 2016. (in Russian)

SIEMENS. USER GUIDE STAR-CCM+ Version 11.06, 2016. 10082 p.

Methodology STAR-CD Version 4.16 CD-adapco. CD-adapco Group, 2009.

Logvinov S., Bezrukov Yu., Dragunov Yu. Experimentalnoe obosnovanie teplogidravlicheskoi nadegnosti reaktorov VVER [Experimental substantiation of thermal and hydraulic reliability of VVER reactors]. M.: IKTs Akademkniga, 2004. 255 p.

Volkov V., Golibrodo L., Krutikov A. et al. Development of the CFD model of the reactor of the NPP-2006 project // Supercomputernie dni v Rossii: Trudy meghdunarodnoj konferentsii (Moscva, 26 –27 sentyabra 2016) [Russian Supercomputing Days: Proceedings of the International Scintific Conference (Moscow, Russia, September, 26 –27, 2016). Moscow, 2016, pp. 556–564. (in Russian)




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/cmse170405