15. Кризис теплообмена в активной зоне. (лк. Стр. 42-44)

Кризис т/о 1-го рода наступает в том случает, если при пузырьковом кипении скорость генерации пузырьков на поверхности превышает скорость их удаления с потоком теплоносителя. Образуется устойчивая паровая пленка с очень низким коэффициентом теплопередачи.

Кризис т/о первого рода устойчивая паровая пленка (пленочное кипение) дополнительное термическое сопротивление тепловому потоку все большая доля энергии идет на разогрев ТВЭЛ температура поверхности может достичь температуры плавления плавление ТВЭл.

Запас по критической тепловой нагрузке

- плотность теплового потока в наиболее энергонапряженном ТВЭле.

Для стержневых ТВЭл при давлении 14…20МПа при недогреве до кипения 10…100 и скорости теплоносителя (U) в интервале 1,5 7 м/с, критическая тепловая нагрузка определяется формулой

,ккал/м²*ч

1 ккал = 4,2 Дж

, - температура насыщения (кипения) для фиксированного давления. - удельные объемы пара и воды при темп-ре насыщения t_н, t_вых – температура на выходе из участка, - плотность теплоносителя. . Характерное значение плотности теплового потока современных РУ:

Кризис т/о 2-го рода может возникнуть при небольших тепловых потоках, но при наличии объемного кипения. При омывании ТВЭл 2-х фазным потоком (паро-водяная смесь) с большим паросодержанием, теплоотдача с поверхности ТВЭл происходит через пристеночную пленку. В момен достижения граничного паросодержания жидкая пленка начинает исчезать или высыхать. Не допускать объемного кипения и граничного паросодержания!

16. Затраты энергии на циркуляцию теплоносителя (стр. 67 лк)

Удельные затраты (удельный расход энергии на циркуляцию)

Где - мощность циркуляционных насосов

Q- Мощность Р.У. (тепловая)

Затраты на прокачку:

При использовании жидких Т.Н.(Теплоноситель) удельные затраты составляют доли процента.

В случае газового Т.Н.(низкая плотность газа+ небольшая теплоемкость) для отвода той же мощности необходимо прокачивать большее количество ТН. Скорость* десятки метров в секунду, КПД газодувок < КПД циркуляционных насосов. Итого: затраты на прокачку достигают нескольких %. Нужно помнить- увеличение теплосьема и мощности РУ(реакторная установка) при газовом охлаждении лимитируются быстрым ростом затрат на циркуляцию

α_Н2О 2-5*10⁴ α_газ 5-8*10³

Мощность расходуемая на привод ЦН (центральный насос) определяется следующим соотношением:

N_Ц.Н.=( )

где - абсолютное значение разницы тормозных давлений на входе и выходе из насоса

- КПД ЦН

G-расход ТН (Вроде как)

- Плотность

P-гидростатистическое давление

Мощность N_Ц.Н можно рассматривать как сумму мощностей связанных с потерями давления на различных участках КМПЦ(Контур многократной принудителньой циркуляции) (АЗ, Трубопроводы 1 контура, Парогенератор)

Тоже самое можно сказать и про удельные затраты

Q= G*C*▲T

n=

n_Σ=Σn_i – суммарные затраты

n_i=

для несжимаемой Ньютоновской жидкости (вода) изменение тормозного давления на участке конечной длинны dZ определяются формулой

-dP₀=

- сумма коэффициентов местных сопротивлений от точки 0 до точки Z

Заменям U на G и получаем:

S – площадь проходного сечения под теплоноситель

Окончателньо получаем:

k_w-отношение расчетного расхода (с учетом профиля канала) к среднему расходу

K_m- коэфициент учитывающий увеличение потерь при разбиении общего потока на полгощение

Выводы:

1. Удельный расход пропорционален квадрату тепловой мощности => мощность циркуляционных насосов пропорциональна кубу тепломой мощности

2. Удельные затраты на циркуляцию обратно пропорциональны кубу максималньой температурной разнице вРУ

3. Затраты на циркуляцию обратно пропорциональны квадрату проходного сечения под теплоноситель!