АО «ЦИФРА» выполнит НИР по расчёту системы воздушного охлаждения аварийных резисторов магнитной системы ИТЭР.

По итогам открытого конкурса на право заключения договора, специалисты АО «ЦИФРА» выполнят научно-исследовательскую работу по теме «Поверочный расчёт системы воздушного охлаждения аварийных резисторов полоидальных катушек и центрального соленоида магнитной системы ИТЭР» по заказу АО «НИИЭФА им. Д.В. Ефремова». 

Цель и задачи работы

Система воздушного охлаждения аварийных резисторов магнитной системы ИТЭР, использующая принудительную циркуляцию воздуха, разработана в АО «НИИЭФА им. Д.В. Ефремова» в 2016 г. Целью научно-исследовательской работы является расчётное подтверждение способности спроектированной системы воздушного охлаждения аварийных резисторов обеспечить требуемое время охлаждения резисторов. Для достижения поставленной цели необходимо провести поверочный теплогидравлический расчёт системы воздушного охлаждения аварийных резисторов.

Система воздушного охлаждения ИТЭР

Международный экспериментальный термоядерный реактор ИТЭР строится совместно Евросоюзом, Россией, Китаем, Индией, Японией, Южной Кореей и США. Это будет первая масштабная попытка использовать для получения электроэнергии термоядерную реакцию, происходящую, в частности, на Солнце. В случае успеха это даст человечеству практически неисчерпаемый источник энергии. Пуск реактора намечен на декабрь 2025 года.

Система воздушного охлаждения аварийных резисторов ИТЭР предназначена для быстрого вывода энергии из сверхпроводящих полоидальных катушек и центрального соленоида магнитной системы установки ИТЭР.

Общий вид здания с размещёнными внутри резисторами для быстрого вывода энергии из магнитной системы ИТЭР

Описание научно-исследовательских работ

Поставленная задача решается посредством математического моделирования с использованием трёхмерных CFD моделей течения воздушных потоков и процессов теплосъёма в режиме вынужденной конвекции в модулях аварийных резисторов и их системы охлаждения, включающих в себя, помимо модулей, подводящие/отводящие каналы, вентиляторы и вытяжные трубы.

Помимо ресурсоёмких расчётов на трёхмерных CFD моделях, для проверки полученных результатов предполагается дополнительно провести оценку времени остывания резисторов на одномерных моделях системы охлаждения резисторов, подготовленных, например, с помощью расчётного пакета Flownex. Разработанные в рамках этого пакета модели могут быть использованы в дальнейшем для экспресс-анализа влияния небольших изменений в конструкции резисторов и их системы охлаждения на время остывания.

Расчетные работы будут выполнены в расчетном коде ANSYS FLUENT. Расчетные модели, предназначенные для моделирования вынужденного движения воздуха в параллельно-последовательной системе охлаждения аварийных резисторов магнитной системы ИТЭР, будут адекватно описывать теплогидравлические параметры следующих компонентов:

• модулей резисторов;
• отводящих и подводящих труб;
• выравнивающих расходы диафрагм;
• вытяжной трубы;
• вентиляторов, обеспечивающих циркуляцию воздуха.

Для проверки полученных времён остывания будут разработаны одномерные модели систем охлаждения аварийных резисторов катушек с помощью одномерного расчётного кода Flownex. Результаты данной научно-исследовательской работы будут использованы Заказчиком при изготовлении системы воздушного охлаждения аварийных резисторов магнитной системы ИТЭР.