На базе Нижегородского государственного технического университета имени Р. Е. Алексеева были созданы уникальные аэродинамические стенды для моделирования теплогазодинамических процессов смешения гелиевого теплоносителя в нижнем собирающем коллекторе реакторной установки с высокотемпературным газоохлаждаемым реактором и экспериментальных исследований процессов течения гелиевого теплоносителя в канале тепловыделяющей сборки с поглощающим стержнем системы управления и защиты реакторной установки с высокотемпературным газоохлаждаемым реактором.
Работы по анализу мирового опыта экспериментального моделирования подобных процессов, разработке и созданию стендов и проведению исследований ученые Нижегородского государственного технического университета имени Р. Е. Алексеева в период с 2022 по 2024 год вели в кооперации со специалистами Опытного конструкторского бюро машиностроения имени И. И. Африкантова.
Опытное конструкторское бюро машиностроения имени И. И. Африкантова выполняет комплекс научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по разработке и расчетно-экспериментальному обоснованию реакторной установки с высокотемпературным газоохлаждаемым реактором с 2021 года по заказу электроэнергетического дивизиона государственной корпорации "Росатом" в рамках инвестиционного проекта по созданию отечественных технологий для крупномасштабного производства и потребления водорода и водородсодержащих продуктов.
Исследования перемешивания неизотермических потоков гелиевого теплоносителя в нижнем собирающем коллекторе газоохлаждаемого реактора с призматической активной зоной при условиях, характерных для разработанного проекта, ранее в мире не проводились. Для изучения характеристик оригинальной конструкции нижнего собирающего коллектора реакторной установки с высокотемпературным газоохлаждаемым реактором ученые разработали и обосновали экспериментальную модель коллектора в масштабе 1:2,5.
По результатам анализа мирового опыта для экспериментальных исследований гидравлических характеристик тепловыделяющей сборки с поглощающим стержнем системы управления и защиты использовалась полноразмерная модель колонны тепловыделяющих сборок реакторной установки с высокотемпературным газоохлаждаемым реактором в масштабе 1:1. Проточная часть экспериментальной модели была оснащена уникальной системой измерения, позволяющей получать контрольные параметры, включая скорость потока и давление, в зазорах шириной не более 2 мм.
В проекте принимают участие 11 исследователей Нижегородского государственного технического университета имени Р. Е. Алексеева, среди которых есть молодые ученые Передовой инженерной школы. За два года совместной работы с сотрудниками Опытного конструкторского бюро машиностроения имени И. И. Африкантова удалось достичь реальных результатов, на основе которых были внесены изменения в конструкцию отдельных элементов активной зоны реакторной установки с высокотемпературным газоохлаждаемым реактором.
Уникальный опыт проведенных экспериментальных исследований будет использован нижегородскими учеными для оптимизации конструкции реакторной установки, обоснования работоспособности и теплотехнической надежности оборудования, а также для верификации отечественных программных комплексов вычислительной гидро- и аэродинамики CFD-класса.
