ИСТИНА

В России с 1980 года в Свердловской области (45 километров от Екатеринбурга) работает промышленный реактор на быстрых нейтронах БН-600, а с 2015 работает БН-800. В качестве теплоносителя в БН-600 и БН-800 используется натрий. Определяющим при анализе безопасности БН является расчёт течения натрия в стержневой сборке. Для расчёта используется ячейковая модель, где в уравнениях импульса для фаз теплоносителя пренебрегаются инерционными слагаемыми в поперечном направлении стержневой сборки. Такая модель упрощает проведение расчётов и удовлетворительно работает в большинстве режимов, за исключением аварийных режимов с перекрытием большей части поперечного сечения. Как правило, модели течения натрия разрабатываются с использованием программ для водоохлаждаемых реакторов. Кипение натрия при давлении, близком к атмосферному (p=1атм), характеризуется особенностями, которые приводят к существенному усложнению расчётов по сравнению с расчётами для воды. В реальных условиях взаимодействие отдельных факторов оказывается настолько сложным, что начальный перегрев для вскипания жидкого натрия трудно точно прогнозировать; − у натрия образуются пузыри достаточно большого размера на ограниченном числе центров парообразования, основная часть времени цикла образования пузыря приходится на период ожидания; − рост парового пузыря натрия носит взрывообразный характер; скорости роста ~10 м/с; − основные режимы течения двухфазных потоков натрия те же, что и у обычных теплоносителей: при давлении, близком к атмосферному, преобладает дисперсно-кольцевой режим течения; − сопротивление трения в двухфазных потоках с подводом тепла ниже, чем в адиабатических потоках, что связано с оттесняющим воздействием потока пара; − фазовый переход при дисперсно-кольцевом течении натрия в каналах, как правило, осуществляется испарением с поверхности пристенной пленки натрия без образования пузырьков (кипения) на стенке, эффективный коэффициент теплоотдачи при этом достигает сотен кВт/м2 . Следует отметить одну важную особенность быстрых реакторов, оказывающую существенное влияние на условия теплообмена – низкое давление в теплоносителе и, вследствие этого, большое различие в плотности паровой и жидкой фаз. Наибольшая трудность, очевидно, связана с большой разницей отношений плотностей жидкости и пара. По этой причине первые попытки прямого использования расчётных методов, разработанных для воды, оказались неудачными. Поэтому в дальнейшем необходимо было: 1) устранить из физической модели положения, важные для кипения воды, но не играющие большой роли при кипении натрия, например местное кипение в недогретой области: в натрии эта область вследствие высокой теплопроводности занимает короткий участок зоны кипения; 2) разработать численные схемы, работоспособные при больших градиентах. Для справки: при атмосферном давлении температура плавления натрия - 371^0 K , температура кипения - 〖1156〗^0 K, при этом плотность жидкого натрия - 755кг/м^3 , плотность паров натрия – 0.024 кг/м^3 .