книги из ГПНТБ / Лабинский Ю.В. Корабельные ядерные реакторы учеб. пособие

иредиоложелми, что кипение отсутствует. Для участка с пристеночным кииениеи температура оболочки пересчиты­ вается е учетом пристеночного кипения.

§ 13. Особенности теплового расчета ядевных реакторов с кольпевнми и сотовыми ТВЭЛ на стадии предэскизного проектирования.

В корабельных ядерных реакторах могут использовать­ ся рабочие каналы с кольцевыми ТВЭЛ и со сборками коль­ цевых тепловыделяющих элементов. Для расчета темпера­ тур ТВЭЛ и критических тепловых нагрузок необходимо знать распределение теплоносителя и тепловыделений по отдельным кольцевым каналам.

Рассмотрим прежде всего особенности теплового рас­ чета реактора, в рабочих каналах которого находятся оди­ ночные кольцевые тепловыделявдие элементы (см.рис. 13). Часто для таких каналов расходы теплоносителя по внут­ реннему и внешнему каналам определяются таким образом, чтобы получить равенство температур теплоносителя в них в любом сечении рабочего канала. В этом случав рас­ чет кольцевого ТВЭЛ с двухсторонним охлаждением выпол­ няется методом последовательных приближений в следую­ щем порядке:

I . Принимается несколько значений соотнояений рас­

ходов теплоносителя через внутренний и наружные каналы

Gт£ н GтН

92

ся нравая и левая части уравнения (75) и наносятся на граф я (рис. 18).

рядкох хогут быть виредележн температуры всех частей ТВЭЛ для любого сечения хавала г .

Из приведенного выше рассмотрения следует, ‘что для кольцевых ТВЭЛ с двухсторонних охлакхеннеи равенство текнѳратур теплоносителя на выходе нэ наружного и внут­ реннего каналов кокет быть получено нрн вполне опреде­ ленном распределении расходов теплоносителя по каналам

высоте ядерного реактора будут т* н , у * ѵ.

Изменение тепловой нагрузки поверхностей нагрева

93

по оси делает невозможным получение приемлемого для расчетных целей выражения для t n .

В большинстве ядерных реакторов используются коль­ цевые ТВЭЛ, в которых не приценяются специальные ыеры для организации распределения потоков теплоносителя по каналам (щелям). В такИх ТВЭЛ распределение расхода теплоносителя определяется гидравлическими сопротивле­ ниями каналов (щелей). Для этих каналов температура ядерного горючего и материала оболочек может быть опре­ делена приближенным методом в следующем порядке:

1. Исходя из гидравлических сопротивлений внешнего и внутреннего каналов, определяют расходы теплоносите­

26н

иt п будут мало отличаться друг от друга. Перейдем теперь к рассмотрению особенностей тепло­

вого расчета ядерного реактора со сборками концентри­ ческих кольцевых ТВЭЛ. Выше уже указывалось, что подоб­ ные сборки характеризуются двумя особенностями. Одна из них состоит в том, что количество тепла, генерируемое отдельными ТВЭЛ, различно. Другая особенность заключает­ ся в том, что теплоноситель, протекающий между двумя кольцевыми элементами, воспринимает тепло от двух ТВЭЛ.

94

..С учетом этих особенностей определение температуры для любого элемента сборки может быть выполнено

следующим приближенным методом.

I . Определяется тепловая нагрузка ТВЭЛ в сборке. Тепловая нагрузка і 7го ТВЭЛ может быть определена из выражения

ки целесообразно учитывать неравномерность потока теп­ ловых нейтронов в сборке. С учетом неравномерности по­ тока нейтронов формула (ПО) будет иметь вид

да теплоносителя по целям.

3. По расходом теплоносителя для каждого ТВЭЛ опре­

деляются коэффициенты теплоотдачи поверхностей нагрева

с

oL€м И

95

Ь. Исходя as геометрии кольцевых элементов с уче­

Формулы (II2 ) и (IIS ) отличаются от формулы (82)

записью второго члена правой части. Это объясняется тем что теплоноситель, двихущийся в канале, воспринимает

использованы для расчета температур на поверхности бло­ ка ядерного горючего ж на поверхности оболочек ТВЭЛ.

96

В качестве расчетного принимается канал, располо­ ж а т ! на осн реактора.

§ 14 . Особенности теплового расчета ядеоных реакторов кипящего типа

Основной особенности) к и п я щ и х реакторов является

наличие в нх активной зоне кипящей воды. Наличие нара в активной зоне окаэнвает существенное влияние на под­ ход к теилоюиу расчету реактора и порядок его внполяе-

ния.

Опнтани бнло установлено, что объоішое варосодержа­

н іе в ядеринх реакторах кипящего типа не должно превы­

шать 200, так как нри больших иаросодерлавнях наступает сильная пульсация шощноети. При работе кипящего ядерного реактора с естественной циркуляцией предельно допустииое объешпе иаросодерх&иие ограничивает тепловую мощность реактора. Кроме того, тепловая мощность огра­ ничивается условиями сенарадии пара в корпусе реактора. Іля вевниекхя тепловой шмріасти реактора без повшовня обьоииого яареседержиии сверх доиустшоге следует пе­ реходить к ядерини реакторам е принудительной циркуля­ цией и использовать інсекоэффективные внутрпкорпуснне ияи винесине ееиаратори пара.

Кратность миркулялия теплоносителя в реакторе с принудительной цирхулящней непосредственно влияет на величину объемного иароседорхання ^ в активной зоне и поэтому не может быть нріяята произвольной при расче­ те такого реактора. 5 за в и сш ее« от кратности циркуля­ ции неймется теплосодержание теплежесителя на входе в реактор.

При различии! агрогатинх се стояниях

98

в рабочем канале для определены температур в тепловы­ деляющих моментах и критических тепловых нагрузок дол­ жны использоваться расчетные формулы, учнтыващіе со­

стояніе теплоносителя.

Наличіе пароводяной смеси в верхней части реактора влияет на изменение потока нейтронов по высоте, а рас­ пределение потока нейтронов через плотность тепловыде­ ления влияет на распределенке паресодержанія в канале.

Из вышеизложенного следует, что ядерные реакторы кипящего типа имеют существенные особенности, которые должны учитываться при выполнении теплового расчета

ядерного реактора.

Теплосодержание теплоносителя на входе в реактор

может быть определено нутем совместного решения уравне­ ний материального н теплового баланса реактора и щ росепаратора. Реиение этих уравнений относительно тепло­ содержания теплоносителя на входе в реактор имеет вид

gx

і„.-е - теплосодержание пимтѳлмой воды, поступавщой в реактор (сепаратор).

Из формулы (Н > ) видно, что томосодержанне теплоно­ сителя на входе в реактор зависит от его кратности цир­ куляции.

99