Владимир Троянов: теплофизика - наука экспериментальная

AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 23.04.2024

Научно-техническая конференция "Теплофизика реакторов нового поколения" ("Теплофизика-2024") прошла с 16 по 19 апреля 2024 года на базе Физико-энергетического института им. А.И.Лейпунского (АО "ГНЦ РФ - ФЭИ", входит в научный дивизион госкорпорации "Росатом").

На полях конференции на вопросы электронного издания AtomInfo.Ru ответил научный руководитель ФЭИ Владимир ТРОЯНОВ.

ПРОДОЛЖЕНИЕ ПОСЛЕ ФОТО

Владимир Троянов на конференции Теплофизика-2024.
Фото: Игорь Балакин (AtomInfo.Ru).

Владимир Михайлович, первый вопрос традиционный. Каковы Ваши впечатления от конференции?

Конференция "Теплофизика" входит в число старейших научных мероприятий атомной отрасли. Нынешняя конференция стала 45-й по счёту.

Год от года масштабы и форматы "Теплофизики" менялись. Когда-то она помещалась в небольшом здании отдела подготовки кадров на улице Мигунова. Сегодня, как вы сами видите, мы собрались в Доме культуры. Я предполагаю, что в день открытия конференции будет присутствовать свыше 150 человек.

Интерес к конференции большой, и самое главное, что он не проходит. Это означает, что у отрасли есть задачи, как новые, так и старые, для которых нужны новые решения из-за появившихся новых требований.

Какие актуальные задачи теплофизики Вы видите сейчас?

Теплофизика - наука экспериментальная. Конечно, специалисты всегда уделяли много внимания расчётным кодам и моделями, но они полуэмпирические или эмпирические. Например, ни одна теория не объяснит вам, почему в формулу для расчёта числа Нуссельта при развитом турбулентном режиме входит число Прандтля в степени 0,43.

При этом теплофизика чрезвычайно важна, потому что она во многом определяет эффективность ядерных источников энергии. Повышение эффективности - это снятие запасов.

В теплофизике запасы могут быть вызваны разными причинами, в том числе незнанием каких-то экспериментальных данных или погрешностями применяемых эмпирических и аппроксимационных зависимостей. Чем больше мы узнаём как учёные, тем меньшие запасы требуются для наших энергоблоков.

Хорошо, тогда конкретный вопрос. Натрием и натриевым теплоносителем занимаются на протяжении нескольких десятилетий. Там все теплофизические задачи уже решены?

Нет, не все. Целый ряд задач ещё остался. Одна из них - задача переведения на новый уровень систем индикации течи и взаимодействия натрия с водой.

Новые быстрые натриевые реакторы должны обеспечивать безопасность на качественно новом уровне. В частности, должна быть обоснована безопасность при малых и больших течах в парогенераторах, а для этого потребуется определить погрешности наших расчётов и провести экспериментальные испытания. Это большая работа, которая начата, но до конца ещё не выполнена.

Есть вопросы, касающиеся аварий. Нейтронную физику БНов мы считаем очень хорошо, а вот с авариями дело обстоит похуже.

Из-за этого приходится допускать консерватизм, обеспечивающий требуемый уровень безопасности, что, в свою очередь, приводит к появлению в проектах дополнительных ограничений. То есть, повышая точность расчётов аварийных режимов, мы получаем прямой выигрыш в эффективности ядерной установки в целом.

Есть также вопросы, которые появляются из опыта эксплуатации того или иного оборудования. Например, мы полагали, что у нас хорошо отработаны твёрдоэлектролитные датчики водорода и кислорода, но на практике оказалось, что не всё так просто как хотелось бы.

Как Вы считаете, для БН-1200М объём обоснований достаточный?

На протяжении последних 10 лет мы настойчиво предлагали проведение дополнительных работ и продолжаем предлагать и в настоящее время.

Добавлю, что возникают новые требования, о которых не было речи в прошлые времена. Например, необходимость метрологической аттестации средств измерений, от которых напрямую зависит безопасность атомных станций. И это нужно принимать во внимание.

А по направлению ТЖМТ как обстоят дела?

Тяжёлометаллических теплоносителей у нас два типа, и между ними большие технологические и идеологические различия.

Температура плавления свинцового теплоносителя высокая, и это обусловливает целый ряд проблем. В свою очередь, более низкая температура плавления свинца-висмута не всегда только преимущество, у этого теплоносителя есть свои технические трудности.

Поэтому по ТЖМТ исследовательские работы ведутся. Для свинцового теплоносителя важно повышать достоверность расчётов, а это сложно, так как нет кодов, верифицированных на больших объёмах теплоносителя из-за отсутствия больших стендов.

По свинцу-висмуту тоже есть вопросы, и, как я уже сказал, они другого характера. Кроме того, свинцово-висмутовый теплоноситель сегодня рассматривается и даже считается актуальным для АЭС малой мощности или для микроАЭС.

В ФЭИ велась работа по проекту реактора СВГТ на теплоносителе свинец-висмут.

Да, это проект микрореактора электрической мощностью не более 2 МВт(э). Выше поднимать мощность нежелательно по ряду причин - например, потому что он перестанет быть транспортабельным. При мощности до 2 МВт(э) получаются блоки массой не более 60 тонн, которые можно транспортировать обычными транспортными средствами.

В настоящее время работы по этому проекту ведутся факультативным порядком. Мы считаем проект целесообразным, так как в него заложены все самые лучшие идеи, которые нам казалось правильным применить для таких мощностей.

Конечно, есть вопрос, выходящий за рамки теплофизики и реакторостроения в целом - это вопрос про экономическую целесообразность микроАЭС. В обычных условиях их киловатт-час не может конкурировать с киловатт-часами от других энергоисточников, поэтому нужно понять, кто и для каких потребностей готов выступать как заказчик.

В программе "Теплофизики-2024" мы видим возвращение к истокам - доклад по натрий-калию.

Про натрий-калий скажу почти то же самое, что и про свинец-висмут. Техническая необходимость в освоении и применении такого теплоносителя имеется, но очень трудно возобновлять работы по этому направлению после многолетнего перерыва. А в случае натрий-калия пауза продлилась примерно 30 лет.

Наивно думать, что можно сесть и стартовать с той точки, на которой работы остановились 30 лет назад! Потеряны школы, утрачены, к сожалению, люди, руководившие этими школами, они в буквальном смысле слова отошли в мир иной.

Вы правильно обратили внимание - да, мы стараемся реанимировать в ФЭИ программу исследований по натрий-калию. В стране появляется к нему интерес, пока небольшой и абстрактный, и мы его предвосхитили.

Сейчас мы воссоздаём экспериментальную базу, которая была ранее пущена на иголки. База нужна для отработки всего комплекса технологий от начала до конца жизненного цикла установки, включая обращение с отработавшим натрий-калием. Наши усилия пока финансируются за счёт собственных средств ФЭИ.

Спасибо, Владимир Михайлович, за ответы на вопросы электронного издания AtomInfo.Ru.

Ключевые слова: Теплофизика и теплогидравлика, ФЭИ, Владимир Троянов, Статьи

---

Другие новости:

Теплофизика-2024 - фоторепортаж

Конференция проходит в Обнинске с 16 по 19 апреля.

В мире статус действующего имеют 417 блоков, статус строящегося 58 блоков - PRIS

Учтён пуск в Китае четвёртого "Дракона".

NIC-2024 - репортаж с выставки

Выставка прошла в Пекине 19-22 марта.

---

---

---

---

Поиск по сайту: