- •Теплогидравлический расчет
- •Компоновка и определение геометрических размеров активной зоны реактора и твс
- •Площадь поперечного сечения ячейки в случае треугольной решетки твс для бесчехловой тепловыделяющей сборки:
- •4.2 Расчет расхода теплоносителя и его массовой скорости
- •4.2.1 Определение расхода теплоносителя через активную зону
- •4.3 Расчет распределения линейной тепловой нагрузки твэл по высоте твс
- •4.3.1 Изменение линейной средней тепловой нагрузки по высоте активной зоны:
- •4.3.2 Изменение максимальной линейной тепловой нагрузки по высоте активной зоны:
- •4.4. Расчет температуры теплоносителя по высоте твс
- •4.4.1 Расчет изменения температуры теплоносителя по высоте активной зоны:
- •4.4.2 Расчет максимальной температуры теплоносителя по высоте активной зоны:
- •4.5 Определение коэффициента теплоотдачи при конвективном теплообмене
- •4.5.7 Определение критерия Прандтля
- •4.7 Определение паросодержания при поверхностном кипении
- •4.7.1 Определение относительной энтальпии в точке начала кипения
- •4.7.2 Определение критерия Рейнольдса
- •4.7.3 Определение массового паросодержания в сечении с относительной энтальпией
- •4.8 Расчет распределения температуры ядерного топлива по высоте твэл
- •4.8 .1 Определение температуры наружной поверхности топливной таблетки:
- •4.8.2 Термическое сопротивление газового зазора (контактного слоя) определяется:
- •4.8.3 Определение температуры в центре топливной таблетки
- •4.8.4 Термическое сопротивление теплопроводности ядерного топлива без центрального отверстия определяется выражением: (нужное выбрать)
- •4.8.5 Расчет теплопроводности топлива для диоксида урана
- •4.9 Определение запаса до кризиса теплоотдачи
- •4.10 Расчет гидравлических сопротивлений в активной зоне
- •4.10.1 Полное гидравлическое сопротивление в активной зоне:
- •4.10.3 Потери давления от местных сопротивлений
- •4.10.4 Потери давления от ускорения потока
- •4.10.5 Нивелирные потери давления
- •4.10.6 Расчет мощности гцн
4.2 Расчет расхода теплоносителя и его массовой скорости
4.2.1 Определение расхода теплоносителя через активную зону
Отвод тепла от тепловыделяющих элементов осуществляется теплоносителем, расход которого через активную зону определяется из уравнения теплового баланса в ЯР по параметрам 1-го контура
, кг/с
где - тепловая мощность реактора, кВт;
- доля тепла, выделяемая в активной зоне ЯР;
- энтальпия теплоносителя на входе и выходе из активной зоны, кДж/кг. Энтальпии определяются по заданному давлению и температуре теплоносителя
4.2.2 Определение среднего расхода теплоносителя через одну ТВС, кг/с:
4.2.3 Определение среднего расхода теплоносителя в расчёте на один ТВЭЛ, кг/с:
,
где - полное число стержней в ТВС(сумма твэлов, твэгов, каналов под ПЭЛ ОР СУЗ, центральный канал).
4.2.4 Определение максимального расхода через наиболее теплонапряжённую ТВС, кг/с:
где - радиальный коэффициент неравномерности тепловыделений в а.з.
4.2.5 Определение расхода теплоносителя в расчёте на один ТВЭЛ в центральной ТВС:
.
Определение средней скорости движения теплоносителя в ТВС, м/с:
где - средний удельный объем теплоносителя, определяемый по давлению и средней температуры теплоносителя, м3/кг.
-площадь проходного сечения теплоносителя в ТВС, м2.
Площадь сечения для прохода теплоносителя для бесчехловой ТВС:
, м2
hкл – размер ТВС под ключ,м.
где -наружные диаметры твэл, стержней регулирования и центральной трубки, м;
- количество твэл, стержней регулирования и центральных трубок в одной ТВС;
4.3 Расчет распределения линейной тепловой нагрузки твэл по высоте твс
Косинусоидальное распределение тепловыделения по высоте активной зоны существенно неравномерно: в центре активной зоны локальный тепловой поток максимален (qmax), на периферии активной зоны имеет наименьшее значение в связи с утечкой нейтронов.
Среднее значение тепловой нагрузки в распределении её по высоте активной зоны в аксиальном распределении
,
Коэффициент аксиальной неравномерности тепловыделения в активной зоне, по определению равен отношению максимального значения к среднему значению тепловой нагрузки:
Величина КH жёстко связана с величиной соотношения Наз/Нэ: каждому значению Наз/Нэ соответствует строго определённое значение КН. Это позволяет рассчитать функцию КН(Наз/Нэ) и построить её график. В пределах изменения относительной высоты от Наз/Нэ = 0,85 (для водо-водяных реакторов малых высот), до значений Наз/Нэ = 0,95 (для очень больших активных зон) значения этой функции представлены в таблице 4.2.
Таблица 4.2 - Зависимость КН от Наз/Нэ при косинусоидальном характере распределения энерговыделения
Наз/Нэф |
0.85 |
0.86 |
0.87 |
0.88 |
0.89 |
0.90 |
0.91 |
0.92 |
0.93 |
0.94 |
0.95 |
kH |
1.373 |
1.384 |
1.396 |
1.407 |
1.419 |
1.431 |
1.444 |
1.457 |
1.469 |
1.483 |
1.497 |
При принятом прототипном коэффициенте аксиальной неравномерности kH с графика, представленного на рисунке 4.2, снимается величина относительной высоты активной зоны Наз/Нэф, а по ней находится величина Нэф.
Нэф =Наз/( Наз/Нэф )
Рисунок 4.2 – Зависимость коэффициента аксиальной неравномерности от относительной высоты активной зоны Наз/Нэ
Для дальнейшего расчета активная зона по высоте ТВС разбивается на участки длиной ΔZ. (Таблица 4.3).
Далее для каждой координаты рассчитываются распределения расчётных и максимальных тепловых нагрузок, температуры теплоносителя, температуры топлива и оболочки твэла, коэффициент запаса до кризиса теплоотдачи.
Таблица 4.3- Определение координат
z1 |
Z2 |
Z3 |
Z4 |
Z5 |
Z6 |
Z7 |
Z8 |
Z9 |
Z10 |
Z11 |
-Наз/2 |
-Наз/3 |
-Наз/4 |
-Наз/6 |
-Наз/8 |
0,00 |
Наз/2 |
Наз/3 |
Наз/4 |
Наз/6 |
Наз/8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|