4.7. Гидравлический расчёт технологического канала

Методически целесообразно разделить канал на три участка (см. рис. 4.3):

^{1) конвективный (или экономайзерный) участок h < h'; t}_c ^{< t}_s^;

2) участок кипения недогретой жидкости (участок поверхностно-

^{го кипения) h < h'; t}_c ^{ t}_s^;

^{3) участок объемного кипения теплоносителя h  h'; t}_c ^{> t}_s^.

Здесь h – энтальпия теплоносителя; h^ – энтальпия кипящего теп-

^{лоносителя при температуре насыщения t}_s^.

Рис. 4.3. Распределение температур теплоносителя t и стенки t_с

по длине канала z

I – конвективный участок; II – участок кипения недогретой жидкости;

III – участок объемного кипения; t_s –температура насыщения

В отсутствии кипения (водо-водяные реакторы под давлением

ВВЭР, PWR) весь канал является конвективным.

Для прокачки теплоносителя с необходимой скоростью через тех-

нологический канал реактора следует создать соответствующий перепад давления (напор), требуемый для компенсации его гидравлического со- противления.

Для расчета гидравлического сопротивления ТК обычно исполь- зуется выражение:

p_TK

^ _ ^p_Ti ^ _ ^p_Мj ^{, (4.72)}

i j

где

^р_Ti

– потери давления на трение на i участке канала;

р_Mj

– потери

давления за счет местных сопротивлений (входные и выходные устрой- ства, сужения, дистанционирующие решетки, изгибы и т. д.).

_{Сопротивление трения на i участке:}

_{p }

_{Ti  zi }

i i

_{   w}² _

_{Ti   , (4.73)}

^d_эi

_ ² _

^{где } _i

– коэффициент трения на i участке;

^z_i

и d_эi

– длина и эквива-

^{лентный диаметр i участка ТК; }_i

_{сителя на i участке.}

и w_i

- плотность и скорость теплоно-

В случае стабилизированного турбулентного течения коэффици- ент трения для гладких круглых труб хорошо определяется соотноше- нием:

_Ti 

1

i

_1.82  lg Re  1.64_²

. (4.74)

Для расчёта коэффициентов трения _i

пользовать следующие формулы:

_{для треугольной решетки ТВЭЛ}

в пучках ТВЭЛ можно ис-

_где

_i

^_Ti

 0.57  0.18(x  1)  0.53 _1  exp _ a __ , (4.75)

_^_{0.581  exp 70  x  1  9.2  x  1}

_{a  }

при

х  1.02,

_(4.76)

^{0.58  9.2} _ ^{x  1}_

при

_{х  1.02;}

_{для квадратной решетки ТВЭЛ}

_i

^Ti

 0.59  0.19( x  1)  0.52_1  exp

^10  ^{x  1} _^.

(4.77)

Здесь приняты следующие обозначения:

^_Ti

– коэффициент тре-

ния для круглой трубы при том же значении Re по отношению (4.74), x = s/d – отношение расстояния между центрами соседних ТВЭЛ к диа- метру ТВЭЛ.

_{Для расчёта местных сопротивлений используется выражение}

(4.73), в котором вместо коэффициента трения

^_Ti

используются коэф-

фициенты местных сопротивлений. Для определения последних исполь- зуются расчётные соотношения и графические зависимости, приводи- мые в справочной литературе.

Мощность, необходимая для прокачки теплоносителя через A3 реактора, рассчитывается по формуле:

N _Н  n_ТК

_ ^{G  PТК}

  

, (4.78)

где  – среднее значение плотности теплоносителя в ТK,  – КПД на- сосов.