2.2 Задачи тгр

Задачи ТГР:

1. Определение тепловой мощности отдельных ТВС в а.з.

2. Определение расхода теплоносителя через канал а.з.

3. Определение теплотехнических параметров теплоносителя.

4. Определение полей температур в ТВЭЛах и конструкционных материалах а.з.

Сравнение полученных параметров с предельно допустимыми параметрами (температуры, запас до кризиса теплоотдачи, допустимая скорость теплоносителя и т.п.).

В данной аттестационной работе выполняем поверочный расчет активной зоны водо-водяного реактора типа ВВЭР-1000.

2.3 Исходные данные

Тепловая мощность…………………………...……...…………..Q_тепл=3000 МВт

Теплоноситель и замедлитель…….…………………….………..вода (не кипит)

Конструкционные материалы ТВЭЛов…………..….сплав на основе циркония

Топливо……………………………………...…………………………………UO₂

Давление теплоносителя на входе в а.з.……………….…………..P_вх=16·10⁶ Па

Температура теплоносителя на входе в а.з …………………………t_вх=280 °С

Средний подогрев теплоносителя в а.з ………………...……………Δt_f=29 °С

Форма ТВС………………………………………………………….шестигранная

ТВЭЛ……………………………………….………………………….стержневые

Полное количество стержней в ТВС…………………….………….n_ТВС=332 шт

Количество ТВЭЛов……………………….…………………………….n=312 шт

Размер ТВЭЛа:

внешний диаметр оболочки ТВЭЛа………………………...………d₂=9,1·10^-3 м

внутренний диаметр оболочки ТВЭЛа………….……..………….d₁=7,72·10^-3 м

внешний диаметр топливной таблетки………………...………….d_с=7,57·10^-3 м

внутренний диаметр топливной таблетки…………………..…….d₀=2,35·10^-3 м

Количество трубок для стержней регулирования…………………..….n_p=18 шт

Диаметр трубок под стержни регулирования…….….…………. d_р=12,6 ·10^-3 м

Количество центральных трубок…………………………....……………n_ц=1 шт

Диаметр центральной трубки………………...……..……………. d_ц=13,3·10^-3 м

Трубки для детекторов замера энерговыделения…………...…………. n_d=1 шт

Диаметр трубки для детекторов замера энерговыделения………d_д=12,6·10^-3 м

Высота активной зоны………………………………………………….H₀=3,55 м

Размер ТВС под ключ……………………………...…….………….h_к=232·10^-3 м

Толщина чехла……………………………………………………….δ_к=1,5·10^-3 м

Расстояние между центрами ТВС………………….….…………. h_яч=235·10^-3 м

Количество дистанционирующих решеток (вместе с торцевыми) ….n_др=15 шт

Коэффициент неравномерности по объему……………………………….K_v=2,3

Удельное объемное энерговыделение………...…….………….q_v=110·10⁶ Вт/м³

Экстраполированная добавка………………………..………………….δ_э=0,08 м

Шаг размещения ТВЭЛов в сборке…………………………..…….s=12,7·10^-3 м

Доля энерговыделения в ТВЭЛе…………………………..……………….χ=0,92

Теплопроводность оболочки ТВЭЛа………………....………….λ_w=20,6 Вт/м·К

Проводимость контактного (слоя газового зазора)………....α_з=4,9·10³ Вт/м²·К

2.4 Критерии оценки безопасности

Анализ безопасности любого режима выполняется обычно на основе проверки выполнения приёмочных критериев.

Перечень критериев приведён в таблице 2.1 При этом для режимов с нарушением условий нормальных эксплуатации требуется выполнение критериев 1-8. Для аварийных режимов необходимо рассмотрение критериев 9-10, однако может не требоваться выполнение критериев 3,6,7.

Таблица 2.1

Критерии оценки безопасности

Номер критерия	Содержание критерия
1	2
1	Давление в системе теплоносителя первого контура и паропроводах парогенераторов не должно превышать расчетное значение на 15 %, то есть давление теплоносителя первого и второго контуров не должно превышать 20,24 и 9,02 МПа, соответственно.
2	Исходное событие не может привести к более серьезной обстановке (проектная авария не приведет к более тяжелой аварии без дополнительного отказа).
3	Отсутствие повреждения ТВЭЛов.
4	Система теплоносителя первого контура поддерживается в безопасном состоянии, т.е. обеспечивается кратковременное и длительное охлаждение активной зоны реактора.
5	Давление в системе теплоносителя первого контура и паропроводах ПГ поддерживается ниже допустимых проектных пределов с учетом возможных хрупких разрушений и изменений вязкостных свойств.
6	Непревышение предела безопасной эксплуатации по количеству и величине дефектов ТВЭЛов - 1 % ТВЭЛов с дефектами типа газовая неплотность и 0,1 % ТВЭЛов, для которых имеет место прямой контакт теплоносителя и ядерного топлива. Радиально-усредненная энтальпия топливной таблетки не должна превышать 586 Дж/г (140 кал/г) при любом аксиальном расположении в стержне.
1	2
7	Минимальный коэффициент запаса до кризиса теплоотдачи должен быть не менее 1,0 с доверительной вероятностью не менее 95%.
8	Топливные таблетки не плавятся даже локально.
9	Должны удовлетворяться следующие условия аварийного охлаждения активной зоны: а) максимальная температура оболочки ТВЭЛ, достигаемая в аварийных условиях, не должна превышать 1200С;
	б) глубина локального окисления оболочки не должна превышать 18 % от первоначальной толщины оболочки; в) доля прореагировавшего циркония не должна превышать 1 % его массы в оболочках твэлов; г) расчетное изменение геометрии активной зоны (деформация оболочки и разгерметизация твэлов) таковы, что зона имеет возможность послеаварийного расхолаживания; д) плавление стержней СУЗ не допускается даже локально. Перемещение стержней СУЗ в реакторе не должно нарушаться из-за возможных деформаций в топливных сборках, стержнях СУЗ и внутриреакторных устройствах;
	е) взаимодействие между различными компонентами ТВС не должно приводить к плавлению этих компонентов; ж) должно быть достигнуто такое безопасное состояние активной зоны, при котором созданы условия для поддержания реактора в подкритичном состоянии, его расхолаживания после аварии, а также для демонтажа активной зоны и внутриреакторных устройств.
10	Радиально усредненная энтальпия топливной таблетки в любой точке по оси теплонапряженного твэла не должна превышать 840 Дж/г и 963 Дж/г для облученного и свежего топлива.