nucВестник НЯЦ РКNNC RK Bulletin1729-75161729-7885Национальный ядерный центр Республики Казахстан10.52676/1729-7885-2022-3-21-25nuc-419Research ArticleСтатьиАНАЛИЗ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ ТВЭЛА ВОТК-НОУ РЕАКТОРА ИВГ.1М ПРИ ОТСЛОЕНИИ ТОПЛИВНОГО СЕРДЕЧНИКА ОТ ОБОЛОЧКИANALYSIS OF THERMAL STATE OF A WCTC-LEU FUEL ELEMENT OF THE IVG.1M REACTOR WHEN FUEL KERNEL SEPARATING FROM THE CLADDINGХасеноваС. М.KhasenovaS. M.

Курчатов

Семей

Kurchatov

Semey

khasenova@nnc.kzСтепановаО. А.StepanovaO. A.

Семей

Semey

Aug11@mail.ruАкаевА. С.AkaevA. S.

Курчатов

Kurchatov

akaev@nnc.kzhttps://orcid.org/0000-0002-1423-4524МартыненкоЕ. А.MartynenkoYe. A.

Курчатов

Kurchatov

kirichek@nnc.kzСураевА. С.SuraevA. S.

Курчатов

Kurchatov

suraev@nnc.kzФилиал «Институт атомной энергии» РГП НЯЦ РК; НАО «Университет имени Шакарима города Семей»КазахстанBranch “Institute of Atomic Energy” RSE NNC RK; “Shakarim University of Semey” NP JSCKazakhstanНАО «Университет имени Шакарима города Семей»Казахстан“Shakarim University of Semey” NP JSCKazakhstanФилиал «Институт атомной энергии» РГП НЯЦ РККазахстанBranch “Institute of Atomic Energy” RSE NNC RKKazakhstan202228092022032125Copyright © Хасенова С.М., Степанова О.А., Акаев А.С., Мартыненко Е.А., Сураев А.С., 20222022Хасенова С.М., Степанова О.А., Акаев А.С., Мартыненко Е.А., Сураев А.С.Khasenova S.M., Stepanova O.A., Akaev A.S., Martynenko Y.A., Suraev A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journals.nnc.kz/jour/article/view/419

В настоящей статье представлен анализ теплового состояния твэла ВОТК-НОУ реактора ИВГ.1М, выполненный для случая отслоения топливной матрицы от оболочки твэла по короткой стороне лопасти. Технология изготовления твэлов для модернизированной активной зоны предполагает наличие неоднородностей в микроструктуре. Для оценки влияния отслоений характерного размера на тепловой режим работы твэла проведены расчеты температурных полей в поперечном сечении твэла. Теплофизические расчеты были проведены методом конечных элементов с использованием программного комплекса ANSYS. В результате проведения вариантных расчетов получены данные о влиянии отслоений на распределение температурного поля твэла во время работы реактора ИВГ.1М при проектной и номинальной мощности.

This article presents an analysis of thermal state of a fuel element of the WCTC-LEU of the IVG.1M reactor implemented for a case when a fuel matrix is separated from the fuel cladding along a short side of the blade. Technology of a fuel element manufacture for the modernized core considers presence of non-uniformity in microstructure. To evaluate how separations of a typical size affects the thermal mode of fuel element operation, temperature fields in cross-sections of the fuel element have been calculated. Thermophysical calculations were conducted using the finite element method with ANSYS program complex. Based on the variants calculation, it was obtained data on the effect of the separation on temperature field distribution of the fuel element during the IVG.1M reactor running at design and nominal power.

ИР ИВГ.1Мтвэлтемпературное поленизкое обогащениеТВСтеплофизический расчетIVG.1M RRfuel elementtemperature fieldlow enrichmentFAthermophysical calculationReferencesВодоохлаждаемый технологический канал (ВОТК): пояснительная записка к техническому проекту. – НИИ НПО Луч, 1987. – 124 с. – Р837ПЗ. – инв. №1612.Vodookhlazhdaemyy tekhnologicheskiy kanal (VOTK): poyasnitel'naya zapiska k tekhnicheskomu proektu. – NII NPO Luch, 1987. – 124 p. – R837PZ. – inv. No. 1612.Комплекс исследовательских реакторов «Байкал-1». Исследовательский реактор ИВГ.1М: отчет по анализу безопасности. (АК.65000.01.966Д) / ДГП ИАЭ РГП НЯЦ РК. – Курчатов, 2013.Kompleks issledovatel'skikh reaktorov “Baykal-1”. Issledovatel'skiy reaktor IVG.1M: otchet po analizu bezopasnosti. (AK.65000.01.966D) / DGP IAE RGP NYaTs RK. – Kurchatov, 2013.Прозорова, И.В. Пути модернизации канального исследовательского реактора ИВГ.1М / И.В. Прозорова // Известия Томского политехнического университета. – 2012. – Т. 321. – № 2. – С. 42–47Prozorova, I.V. Puti modernizacii kanal'nogo issledovatel'skogo reaktora IVG.1M / I.V. Prozorova // Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta. – 2012. – T. 321. – № 2. – pp. 42–47.Реактор ИВГ.1М: официальный сайт РГП НЯЦ РК. http://www.nnc.kz/facilities/ivg1m.htmlReaktor IVG.1M: oficial'nyj sajt RGP NYaC RK. http://www.nnc.kz/facilities/ivg1m.htmlLaura Gil. Countries Move Towards Low Enriched Uranium to Fuel Their Research Reactors // IAEA Bulletin. – November, 2019. – Vol. 60-4, pp. 26–27.Laura Gil. Countries Move Towards Low Enriched Uranium to Fuel Their Research Reactors // IAEA Bulletin. – November, 2019. – Vol. 60-4, pp. 26–27.Ганжур О., «133 урановые нити – НПО «Луч» создало инновационное топливо» : отраслевое издание госкорпорации «Росатом». – 2020. http://strana-rosatom.ru/2020/01/20/133-uranovye-niti-npo-luch-sozdalo-inn/Ganzhur O., «133 uranovye niti – NPO «Luch» sozdalo innovacionnoe toplivo» : otraslevoe izdanie goskorporacii “Rosatom”. – 2020. http://strana-rosatom.ru/2020/01/20/133-uranovye-niti-npo-luch-sozdalo-inn/Канал водоохлаждаемый технологический с низкообогащенным топливом (ВОТК-НОУ) ВШКЛ.506413. 002ПЗ: пояснительная записка к техническому проекту. – ФГУП «НИИ НПО ЛУЧ». – Подольск, 2021.Kanal vodoohlazhdaemyj tekhnologicheskij s nizkoobogashchennym toplivom (VOTK-NOU) VShKL.506413. 002PZ: poyasnitel'naya zapiska k tekhnicheskomu proektu. – FGUP «NII NPO LUCH». – Podol'sk, 2021ANSYS release 2021 R2. Documentation for ANSYS WORKBENCH: ANSYS Inc. – 2021.ANSYS release 2021 R2. Documentation for ANSYS WORKBENCH: ANSYS Inc. – 2021.Александров А.А., Теплотехника: учебник для ВУЗов / А.А. Александров, А.М. Архаров, И.А. Архаров и др. – 5-е изд., М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017.Aleksandrov A.A., Teplotekhnika: uchebnik dlya VUZov / A.A. Aleksandrov, A.M. Arharov, I.A. Arharov i dr. – 5-e izd., Moscow: Izdatel'stvo MGTU im. N.E. Baumana, 2017.Канал водоохлаждаемый технологический с низкообогащенным топливом (ВОТК-НОУ) ВШКЛ.506413. 002РЭ: руководство по эксплуатации. – ФГУП «НИИ НПО ЛУЧ». – Подольск, 2020.Kanal vodookhlazhdaemyy tekhnologicheskiy s nizkoobogashchennym toplivom (VOTK-NOU) VShKL. 506413.002RE: rukovodstvo po ekspluatatsii. – FGUP “NII NPO LUCH”. – Podol'sk, 2020.Thermophysical Properties of Materials for Nuclear Engineering: A Tutorial and Collection of Data / INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY. – Vienna, 2008.Thermophysical Properties of Materials for Nuclear Engineering: A Tutorial and Collection of Data / INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY. – Vienna, 2008.Ривкин, С.Л. Термодинамические свойства воды и водяного пара / С.Л. Ривкин, А.А. Александров. – М.: Энергоатомиздат, 1984.12 Rivkin, S.L. Termodinamicheskie svoystva vody i vodyanogo para / S.L. Rivkin, A.A. Aleksandrov. – Moscow: Energoatomizdat, 1984.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.