Разработка и верификация CFD-модели печи карботермического синтеза нитридов урана и плутония

Р.Н. Шамсутдинов, С.В. Павлов, А.Ю. Лещенко

Известия высших учебных заведений. Ядерная энергетика, №4, 2019

PDF версия

Ретортная садочная печь для карботермического синтеза нитридов урана и плутония является составной частью цепочки оборудования модуля фабрикации/рефабрикации (МФР) смешанного нитридного уран-плутониевого (СНУП) топлива опытно-демонстрационного энергетического комплекса (ОДЭК). Для проверки реализуемости заданных теплофизических режимов работы печи (скорость нагрева и охлаждения, температура на загруженном в печь продукте) была создана расчетная CFD-модель печи в программном комплексе SolidWorks Flow Simulation. Выполнена верификация разработанной CFD-модели и подтверждена её адекватность на основе экспериментальных данных испытаний печи в рабочем режиме. Относительное отклонение расчетных значений температуры загруженного продукта от экспериментальных значений в процессе изотермической выдержки не превышает 0,7%.

Расчетные оценки значений температуры загруженного продукта, полученные с помощью созданной CFD-модели печи, были использованы для обоснования принятых конструкторских решений в печи карботермического синтеза нитридов урана и плутония. Созданная CFD-модель печи может быть использована для выбора режима эксплуатации печи путем подбора значений расхода газа, подаваемого в ретортное и заретортное пространство печи, температуры нагревателей, скорости нагрева и охлаждения загруженного в печь продукта.

Ключевые слова: CFD-модель, СНУП-топливо, SolidWorks Flow Simulation, печь, карботермический синтез, математическая модель, сеточная модель.