Ученые из Петербурга с помощью 3D-принтера и суперкомпьютера разработали «колючий» фильтр для теплоносителя атомных электростанций
В Санкт-Петербургском политехническом университете усовершенствовали антидебризный фильтр, применяемый на атомных электростанциях для очистки теплоносителя. В разработке использовали суперкомьютер, а эксперименты показали, что фильтр стал в десять раз эффективнее.
Антидебризные (от англ. debris — «мусор, обломок») фильтры используют на АЭС для защиты тепловыделяющих элементов от посторонних элементов в теплоносителе — жидкости, которая отводит тепло от реактора. Мельчайший «мусор» может образовываться из-за коррозии, когда теплоноситель под давлением проходит через трубы, запорную арматуру и другие конструкции. Чтобы уловить даже крошечные частички, фильтры должны быть плотными, но при этом не задерживать сам теплоноситель и не приводить к снижению его напора.
Модель фильтра нового поколения в Петербургском политехе создали с помощью суперкомпьютера: загрузили в него данные о характеристиках труб, скорости и составе потока воды и получили оптимальную конфигурацию фильтра. После доработки специалистами получилась сложная структура из нескольких миллионов микроигл, формирующих каналы для прохождения жидкости. По расчетам, из-за такого расположения и формы каналов эффективность фильтрации повышается в десять раз.
Опытный образец напечатали на 3D-принтере из особо прочной и при этом пластичной стали. Ученые отметили, что за счет этого «колючий» фильтр получился надежным: он способен уловить посторонние предметы массой до 200 граммов, летящие в потоке жидкости со скоростью до шести метров в секунду, и не сломаться.
Сейчас фильтр проходит финальные испытания. Его планируют внедрять на российских атомных станциях.
