Итоговый документ 45-ой научно-технической конференции «Теплофизика реакторов нового поколения (Теплофизика – 2024)»

• Тезисы конференции
• Программа конференции

Научно-техническая конференция «Теплофизика реакторов нового поколения (Теплофизика – 2024)» состоялась 16–19 апреля 2024 года в очном формате в АО «ГНЦ РФ – ФЭИ» в г. Обнинске и посвящена 70-летию пуска в г. Обнинске Первой в мире АЭС.

Учредители конференции:

• Государственная корпорация по атомной энергии «Росатом».
• АО «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского».
• Национальный комитет Российской академии наук по тепломассообмену.

В научно-технической конференции «Теплофизика реакторов нового поколения (Теплофизика – 2024)» приняли участие 174 ученых и специалиста из 23 организаций и предприятий Госкорпорации «Росатом», Министерства образования и науки Российской Федерации, Российской академии наук и других ведомств Российской Федерации.

На пленарных заседаниях конференции сделаны 10 докладов, на заседаниях 5 секций – 90 докладов, представленных учеными и специалистами из следующих организаций:

• Акционерное общество «Атомэнергопроект» (АО «Атомэнергопроект»), г. Санкт-Петербург.
• Акционерное общество «Атомэнергопром» (АО «Атомэнергопром»), г. Москва.
• Акционерное общество «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского» (АО «ГНЦ РФ – ФЭИ»), г. Обнинск.
• Акционерное общество «Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций» (АО «ВНИИАЭС»), г. Москва.
• Акционерное общество «Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара» (АО «ВНИИНМ»), г. Москва.
• Акционерное общество «Инженерно-технический центр «ДЖЕТ» (АО «ИТЦ «ДЖЕТ»), г. Москва
• Акционерное общество «Научно-Исследовательский Институт Теплоэнергетического приборостроения» (АО «НИИТеплоприбор»), г. Москва.
• Акционерное общество «Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения имени И.И. Африкантова» (АО «ОКБМ Африкантов»), г. Нижний Новгород.
• Акционерное общество «Ордена Трудового Красного Знамени и ордена труда ЧССР опытное конструкторское бюро «ГИДРОПРЕСС» (АО «ОКБ «Гидропресс»), г. Подольск.
• Акционерное общество «Ордена Ленина Научно-исследовательский и конструкторский институт имени Н.А. Доллежаля» (АО «НИКИЭТ»), г. Москва.
• Акционерное общество «Электрогорский научно-исследовательский центр по безопасности атомных электростанций» (АО «ЭНИЦ»), г. Электрогорск.
• Закрытое акционерное общество «Научно-внедренческое предприятие «Турбокон» (ЗАО НПВП «Турбокон»), г. Калуга.
• Федеральное государственное бюджетное учреждение Институт проблем безопасного развития атомной энергетики Российской академии наук (ИБРАЭ РАН), г. Москва.
• Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт» (НИЦ «Курчатовский институт»), г. Москва.
• Федеральное государственное унитарное предприятие «Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова» (ФГУП «НИТИ им. А.П. Александрова»), г. Сосновый Бор.
• . Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Объединенный институт высоких температур РАН» (ОИВТ РАН), г. Москва.
• Федеральное государственное унитарное предприятие «Российский федеральный ядерный центр Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики» (ФГУП «РФЯЦ – ВНИИЭФ»), г. Саров.
• Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана (МГТУ им. Н.Э. Баумана), г. Москва.
• Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» (НИЯУ МИФИ), г. Москва.
• Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)» (МФТИ, Физтех), г. Москва.
• Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский университет «МЭИ» (ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ»), г. Москва.
• Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова» (КБГУ), г. Нальчик.
• Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева» (ФГБОУ ВО «НГТУ им. Р.Е. Алексеева»), г. Нижний Новгород.

Участники конференции отметили высокую актуальность и важность представленных результатов исследований в области теплофизики реакторов нового поколения, во многом определяющих успешную реализацию проектов реакторов на тепловых и быстрых  нейтронах ВВЭР, РИТМ, ВВЭР-СКД, реакторов на быстрых нейтронах с жидкометаллическими теплоносителями (ЖМТ) БН-1200, БРЕСТ-ОД-300, исследовательского реактора МБИР.

На пленарном заседании конференции выступили с докладами ведущие российские ученые и эксперты атомной отрасли по ключевым направлениям развития современной атомной энергетики.

• Сорокин А.П., Кузина Ю.А., Дельнов В.Н., Денисова Н.А. (АО «ГНЦ РФ – ФЭИ») «Актуальные аспекты исследований теплогидравлических процессов в реакторах на быстрых нейтронах с жидкометаллическим охлаждением».
• Мохов В.А. (АО «Атомэнергопром») «Конструкторско-технологические решения и проблемы теплофизических исследований в обоснование энергетических реакторов ВВЭР нового поколения».
• Митрофанова О.В., Федоринов А.В.(НИЦ «Курчатовский институт», НИЯУ МИФИ) «Моделирование процессов гидродинамики и теплообмена в каналах судовых ядерных энергетических установок».
• Седов А.А., Пустовалов С.Б., Котов Я.А., Невиница В.А., Субботин С.А., Фомиченко П.А. (НИЦ «Курчатовский институт») «Развитие легководной технологии на базе энергетических реакторов ВВЭР-СКД».
• Логинов Н. И. (АО «ГНЦ РФ – ФЭИ»)«Эвтектический сплав натрий-калий: достижения и проблемы».
• Алексеев В.В., Сорокин А.П., Кузина Ю.А. (АО «ГНЦ РФ – ФЭИ») «Исследования массопереноса трития в контурах с натриевым теплоносителем».
• Вербицкий А.Г., Кузина Ю.А., Асхадуллин Р.Ш. (АО «ГНЦ РФ – ФЭИ») «Проблема ЕЦ в 1-м контуре РУ с ТЖМТ».
• Гончар Н.И. (АО «ГНЦ РФ – ФЭИ») «Наработка, химические формы и миграция полония по первому контуру реакторной установки со свинцово-висмутовым теплоносителем».
• Нигматулин Б.И. (Институт проблем энергетики) «Атомная энергетика России. Что надо и что не надо делать!»
• Тошинский Г.И.1, 4, Троянов В.М.1, Василенко В.А.2, Колик М.В.3, Степанов В.С.3,(1 – АО «ГНЦ РФ – ФЭИ», 2 – ФГУП «НИТИ им. А.П. Александрова», 3 – АО «ОКБ «Гидропресс»,  4 – АО «АКМЭ-инжиниринг») «Об опыте эксплуатации реакторов с теплоносителем свинец-висмут».

В заключение пленарного заседания конференции состоялась дискуссия с обсуждением направлений и проблем развития в России атомной техники и технологии.

На заседаниях тематических секций были представлены доклады, освещающие современное состояние, новые результаты, проблемы и задачи исследований, связанных с научно-техническим обоснованием реакторов на тепловых и быстрых нейтронах нового поколения по широкому спектру теплофизических проблем в области гидродинамики, теплообмена в контурах и различных узлах оборудования реакторных установок, их безопасности, физической химии и технологии жидкометаллических теплоносителей (ЖМТ), теплофизических свойств материалов ядерной техники.

На первой секции «Физическая химия и технология жидкометаллических теплоносителей реакторов» представлены доклады по теплофизическим свойствам жидких металлов, средствам измерений и технологии щелочных теплоносителей, физико-химическим процессам и технологии обеспечения качества свинцового и свинцово-висмутового теплоносителей.

В докладах на второй секции «Гидродинамика и теплообмен в реакторных установках с жидкометаллическими теплоносителями» изложены результаты мультифизического анализа ЖСР-сжигателя трансурановых элементов, исследований гидродинамики и теплообмена жидкого металла в теплообменной системе «труба в канале» применительно к модулю бланкета термоядерного реактора, экспериментального и численного моделирования кипения щелочных жидких металлов в активной зоне быстрых реакторов, теплогидравлики витого и прямотрубного парогенерирующих каналов быстрых реакторов и т.д.

В третьей секции «Гидродинамика и теплообмен в водоохлаждаемых реакторах» доложены доклады по исследованиям гидродинамики и теплообмена в активных зонах и оборудовании реакторов ВВЭР, РИТМ, ВВЭР-СКД как для номинальных, так и неноминальных и аварийных условий, а также моделированию теплогидравлических и химических процессов, включая теплофизические аспекты применения борной кислоты в водо-водяных реакторах.

На четвертой секции «Тепломассообмен, магнитная гидродинамика, вибрации и акустика в энергетических установках» представлены доклады по широкому спектру проблем, включая разработку микрореактора с термофотоэлектрическим преобразованием энергии, исследованию МГД эффектов и вибрационных процессов, термоакустическим устройствам в ЯЭУ, конструктивным решениям по применению тепловых труб в современных проектах ЯЭУ, квантовомумоделированию теплофизических свойств ЖМТ, технологии обработки данных с использованием искусственных нейронных сетей.

В пятой, наиболее представительной секции «Расчетные модели, коды и результаты численного моделирования» представлены доклады, отражающие разработку и использование усовершенствованных методов и кодов для численного моделирования теплогидравлических процессов в стационарных и аварийных режимах, включая развитие тяжелой аварии, в реакторах различного типа, а именно кодов ЛОГОС-АТОМ, СОКРАТ, ЕВКЛИД, КОРСАР/ЖМТ, КОРСАР/ГП, MATADOR, RELAP и др. Изложены результаты численного моделирования различных режимов работы активной зоны и оборудования водоохлаждаемых, жидкометаллических, жидкосолевых и газовых реакторов.

В конференции приняло участие большое число молодых ученых – теплофизиков из различных организаций, сделавших более 40 докладов на секционных заседаниях конференции. Победители конкурса научных работ молодых ученых-докладчиков на конференции решением организационного и программного комитетов конференции отмечены дипломами и памятными подарками.

Секция 1. Физическая химия и массоперенос в системах с ЖМТ:

• Ширяев Кирилл Александрович – КБГУ им. М.Х. Бербекова, АО «ГНЦ РФ – ФЭИ»
  «К вопросу о смачиваемости стали 12Х18Н9Т жидким оловом».

Секция 2. Гидродинамика и теплообмен в реакторных установках с ЖМТ:

• Букреева Анастасия Дмитриевна – АО «ГНЦ РФ – ФЭИ»
  «Обзор экспериментальных данных, посвященный вопросам гидродинамической неустойчивости в парогенерирующих трубах, обогреваемых жидким металлом».

Секция 3. Гидродинамика и теплообмен в водоохлаждаемых реакторах:

• Баисов Ахмед Магомедович – АО «ОКБ «Гидропресс»
  «Особенности теплогидравлики тепловыделяющей сборки одноконтурной ядерной энергетической установки ВВЭР-СКД».

Секция 5. Расчетные модели, коды и результаты численного моделирования:

• Залесов Артем Сергеевич – АО «ОКБ «Гидропресс»
  «Поячейковый расчёт по программе MATADOR экспериментов, выполненных в рамках международного бенчмарка на стенде NACIE-UP».
• Суджян Артавазд Манукович – НИЦ «Курчатовский институт»
  «Моделирование аварийного процесса LB LOCA при гильотинном разрыве холодного участка главного циркуляционного трубопровода РУ ВВЭР-СКД с помощью кода RELAP5».
• Долженков Евгений Александрович – ИБРАЭ РАН
  «Разработка модели окисления карбида бора, учитывающей образование водорода и угарного газа».

Конференция выделила следующие приоритетные направления научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ:

• Экспериментальные и расчетные теплогидравлические исследования в обоснование характеристик активных зон, оборудования и безопасности реакторных установок нового поколения с охлаждением водой и ЖМТ, разработка средств технологии ЖМТ, совершенствование и верификация методов расчета и кодов теплогидравлического расчета для обоснования характеристик и безопасности ЯЭУ нового поколения.

Решение конференции:

1. Отметить актуальность государственной поддержки финансирования НИОКР по тематике конференции и считать приоритетными следующие направления работ в рамках оптимизации технологии ВВЭР и РБН для новых проектов АЭС:

• развития моделей расчёта теплообмена и кризиса кипения для снятия излишней степени консерватизма;
• развития модели расчёта теплогидравлических характеристик активной зоны в условиях повышенного паросодержания;
• разработка моделей для обоснования неравномерности теплогидравлических характеристик активной зоны для двухконтурной компоновки РУ;
• анализ переходных режимов при отключении одной петли для двухконтурной компоновки РУ;
• развитие верификации и валидации расчётных кодов нового поколения для обоснования развития технологии ВВЭР, включая импортозамещение;
• увеличение эффективности теплоотвода для применения концепции удержания расплава в корпусе реактора большой тепловой мощности;
• обеспечение водородной безопасности АЭС с ВВЭР;
• исследования процессов гидродинамики и теплообмена в обоснование АЭС с реакторами ВВЭР-СКД;
• изучение закономерностей теплогидравлических, массообменных и физико-химических процессов и свойств систем теплоноситель – конструкционные материалы – примеси – защитный газ;
• разработка комплекса кодов, учитывающих взаимосвязь ядерно-физических, теплогидравлических, физико-химических, термомеханических, массообменных и технологических процессов;
• создание научно-технического фундамента для разработки новых прогрессивных технологий ХХI века их освоения.

2. Отметить высокую актуальность и перспективность проводимых в АО «ГНЦ РФ – ФЭИ» разработок микророцессоров с тепловыми трубами и новым способом прямого преобразования энергии и рекомендует продолжить и активизировать эти работы, превосходящие мировой уровень.
3. Продолжить проведение работ по модернизации и развитию внереакторной теплофизической стендовой базы для выполнения исследований по обоснованию проектов и безопасности ядерных реакторов нового поколения, включая приобретение необходимого оборудования, приборов и средств автоматизации экспериментов.
4. Рекомендовать направить доклады, сделанные участниками конференции, для публикации в сетевом журнале «Вопросы атомной науки и техники. Серия: ядерно-реакторные константы» , входящему в научные издания по перечню ВАК.
5. Направить в адреса руководителей предприятий, чьи молодые специалисты стали победителями в конкурсе молодых ученых, благодарственные письма.
6. В связи с высокой актуальностью работ в области теплофизики реакторов нового поколения продолжить практику проведения конференций по теплофизике реакторов нового поколения, рекомендовать провести научно-техническую конференцию по вышеуказанному направлению на базе АО «ГНЦ РФ – ФЭИ» в очном формате 20.05-23.05 2026. С целью расширения участия студентов и аспирантов профильных университетов в конференции по теплофизике реакторов нового поколения предусмотреть проведение предварительного он-лайн заседания конференции, с конкурсным отбором лучших докладов для их последующего представления на конференции в очном формате.

Участники конференции отметили высокий уровень организации работы конференции и выразили благодарность руководству и сотрудникам АО «ГНЦ РФ – ФЭИ» за высокое качество проведения конференции.

Председатель программного комитета
А.П. Сорокин