Верификация теплофизической модели печи карботермического синтеза нитридов

Шамсутдинов Р.Н., Павлов С.В.

Научная сессия НИЯУ МИФИ «Актуальные проблемы инновационного развития ядерных технологий», Северск, 2–6 апреля 2018 г.

Разработана расчетная теплофизическая модель печи карботермического синтеза нитридов (КТС) модуля фабрикации/рефабрикации (МФР) в программном комплексе SolidWorks Flow Simulation [1]. Выполнена верификация расчетной модели на основе экспериментальных данных тепловых испытаний печи КТС. Приведены результаты расчета полей температуры и сопоставление расчетных и экспериментальных значений температур на поверхности лодочек с имитатором загруженного продукта в реторте печи в местах установки термопар. Максимальное относительное расхождение между расчетными и экспериментальными значениями температур не превышает 1,5% [2].

На основе верифицированной теплофизической модели печи КТС проведен ряд тестовых расчетов и выданы рекомендации для устанавливаемых значений температур и мощности нагревателей печи, обеспечивающих выдержку загруженного продукта (оксиды урана/плутония) в диапазоне температур 1650±50 °С [3, 4].

Подтверждена применимость используемого расчетного метода оценки теплового состояния печи КТС, который позволяет спрогнозировать температурный режим на загруженном продукте с приемлемой точностью.

ЛИТЕРАТУРА

1. SolidWorks 2007/2008. Компьютерное моделирование в инженерной практике/ А.А. Алямовский, А.А. Собачкин, Е.В. Одинцов, А.И. Харитонович, Н.Б. Пономарев. – СПб.: БХВ-Петербург, 2008. – 1040 с.

2. Шамсутдинов Р.Н., Лещенко А.Ю., Павлов С.В. Расчетно-экспериментальные исследования теплофизической модели печи карботермического синтеза. Тезисы докладов VII научного семинара «Моделирование технологий ядерного топливного цикла», г. Снежинск, 29.01-02.02.2018, с. 35.

3. Алексеев С.В., Зайцев В.А. Нитридное топливо для ядерной энергетики: Москва: Техносфера, 2013. – 240 с.

4. Bauer A.A. Nitride fuels: Properties and Potentials, Reactor Technology // V.15, №2, 1972. – p. 87-104.