Верификация математической модели и численное исследование теплогидравлических параметров тепловыделяющих сборок с шаровыми микротвэлами
Представлены результаты численного исследования гидродинамики и температурного поля в тепловыделяющей сборке (ТВС) реакторной установки КЛТ-40С при использовании топлива в виде шаровых микротвэлов. Моделируемая ТВС по габаритам соответствует существующей сборке со стержневыми тепловыделяющими элементами, а следовательно, может размещаться в активной зоне реакторной установки без изменения конструкции установки. Особенностью ТВС с микротвэлами (ТВС МТ) является необходимость организации радиального течения теплоносителя через засыпку микротвэлов, что обеспечивается наличием раздаточного и сборного коллекторов. Численное моделирование проводилось с помощью компьютерного кода ANSYS Fluent. Уточнена математическая модель Fluent. Выполнена верификация математической модели на экспериментальных данных авторов, полученных на модельной экспериментальной установке, которая имеет конструкцию аналогичную рассматриваемой ТВС с топливом из микр отвэлов. В модельной установке реализовано радиальное течение теплоносителя через шаровую тепловыделяющую засыпку. Представлено сравнение численных и экспериментальных данных по потерям давления и распределению температуры в засыпке при различных массовых скоростях теплоносителя. Предложена конструкция тепловыделяющей сборки с микротвэлами для реакторной установки КЛТ-40С. Установлено, что обеспечение практически радиального течения возможно при параметрах перфорации (коэффициентах живого сечения) более высоких, чем представлено в литературе. Показана работоспособность такой сборки. Получены распределения температуры, избыточного давления, скорости и линии тока теплоносителя. Представлены параметры перфорации чехлов, удерживающих засыпку микротвэлов.