тепловая и ядерная энергетика. Теплогидравлический расчёт корпусного реактора, охлаждаемого водой под давлением
 Скачать 394.5 Kb.
|
|
ТЕПЛОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ КОРПУСНОГО РЕАКТОРА, ОХЛАЖДАЕМОГО ВОДОЙ ПОД ДАВЛЕНИЕМ Основные характеристики реактора и исходные данные
1. Определение характеристик реактора 1.1. Объем активной зоны реактора  1.2. Удельное объемное энерговыделение  1.3. Площадь сечения кассеты  1.4. Площадь сечения стенки кассеты  1.5. Площадь сечения всех твэлов в кассете  где  – наружный диаметр оболочки твэла.1.6. Площадь сечения центральной трубки кассеты  где  – диаметр центральной трубки.1.7. Площадь сечения канала датчика энерговыделения и всех каналов стержней регулирования в кассете  где  – диаметр каналов.1.8. Площадь сечения воды в кассете  1.9. Площадь сечения межкассетной воды в активной зоне  1.10. Скорость теплоносителя в активной зоне  где  – средняя плотность теплоносителя (воды) в активной зоне, определяемая по давлению  и средней температуре 1.11. Эффективная высота активной зоны  1.12. Эффективный радиус активной зоны  2. Распределение температуры теплоносителя по высоте самого энергонапряжённого канала Расчет проводится для 5 значений высоты  Если принять за начало отсчета центр активной зоны, где  то в остальных 4 точках  (вход в активную зону),    (выход из активной зоны).Температура теплоносителя по высоте самого энергонапряженного канала  В этой формуле:  – средняя теплоемкость теплоносителя в активной зоне, определяемая по   – расход теплоносителя через самый энергонапряженный канал (с учетом профилирования расхода по радиусу); – линейный тепловой поток в центре самого энергонапряженного канала.Следовательно,      Результаты расчета приведены на рис. 1. Расчетная температура теплоносителя в точке  несколько отличается (в пределах 1%) от значения  . Это объясняется тем, что усреднение теплоемкости по высоте активной зоны вносит некоторую погрешность в получаемые расчетные данные.  Рис. 1. Распределение температуры теплоносителя по высоте самого энергонапряжённого канала 3. Определение температуры наружной поверхности оболочки твэла Для теплоносителя находим при давлении и средней температуре в активной зоне  табличные значения теплопроводности  динамической вязкости  и числа Прандтля  . Тогда кинематическая вязкость  Эквивалентный диаметр твэла   Коэффициент теплоотдачи от оболочки твэла к теплоносителю  Температурный перепад между наружной поверхностью твэла и теплоносителем в центре самого энергонапряженного канала  Здесь:  – коэффициент, учитывающий то, что выделение теплоты происходит не только в твэле, но и вне твэлов; – тепловой периметр твэла. Температура наружной поверхности оболочки твэла по высоте  Результаты расчета величины  приведены на рис. 2.Найдем координату  точки с максимальной температурой оболочки твэла   где   В этой точке          Рис. 2. Распределение температуры наружной поверхности оболочки твэла по высоте самого энергонапряжённого канала При расчете величины возможна погрешность в результатах, вызванная погрешностью в расчете величины в соответствующих точках (см. последний абзац в п. 2).Таким образом,  меньше максимально допустимой температуры для циркониевой оболочки, равной примерно  4. Определение температуры сердечника твэла Температурный перепад в оболочке твэла в центре самого энергонапряженного канала  где  – теплопроводность циркония, определяемая по рис. 3 при температуре  ; при этом мы учитываем то, что толщина оболочки твэла весьма мала;  и  – внешний и внутренний диаметр оболочки твэла соответственно.    Рис. 3. Теплопроводность циркония при различных температурах  Температурный перепад в топливном сердечнике в центре самого энергонапряженного канала  где  – теплопроводность двуокиси урана UO2, определяемая по рис. 4 методом последовательных приближений, т.к. нужная температура сердечника заранее неизвестна.   Рис. 4. Теплопроводность UO2 при различных температурах  Обозначим  =34.4+37.9+1039=1111.3C Тогда температура сердечника твэла по высоте  Здесь величину в точке  нужно принять равной   по причине, изложенной в последнем абзаце п. 2. Результаты расчета величины  приведены на рис. 5.     Найдем координату  точки с максимальной температурой топливного сердечника   Тогда    Рис. 5. Распределение температуры сердечника твэла по высоте самого энергонапряжённого канала | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||