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

ветров проявляются в виде взвененвя размеров, формы конструкціи! н свойств материалов мз-за радиационных по­ врежденій материалов, накопления осколков деления, на­ грева деталей активней зоны, отклонений на поверхности ТВЭЛ и т .д . При расчете теплотехнической работоспособ­ ности рекомендуется учитывать их как дополнительный фактор, увѳличиващий технологический разброс значений конструкционных парахетров (например, увеличивать до­ пуск на проходное сечение канала из-за образования на­ носа на ТВЭЛ).

Все эксплуатационные отклонения как рехинннх, так и конструкционных парахетров до начала эксплуатации ред­ актора отсутствуют.

К технологический отклонениям условно относят откло­ нения параметров реактора, обусловленные неточностью расчетных формул, экспериментальных зависимостей и кон­ стант.

Все технологические и эксплуатационные отклонения конструкционных и рехинннх параметров делят на общие и локальные.

Обиие отклонения происходят одновременно во всех каналах активней зоны, в одну и ту хе сторону, на отно­ сительно одинаковые величины.

Локальные отклонения возникают в отдельных ТВЭЛ, каналах. Величины этих отклонений в отдельных каналах нейду собой никак не связаны.

Общие случайные отклонения характерны для рехинннх параметров, локальные - для конструкционных.

Таким образом, для любого момента времени t от­ клонения всех параметров, определяющих теплотехническую работоспособность реактора, можно записать следующим об­ разом*

120

о

лТр = д 7^ = cows £ ,

где нндекс " л " означает локальные отклоненія, а индекс " 0 " - общие;

A F - отклонение поверхности теплосъена;

дй - отклонение тепловой мощности;

дв г - отклонение расхода твнлоноситол*;

др - отклонение давления теплоносителя;

дt gg, - отклонение температур* на входе в актявну* зону;

они я в л я е т с я аргументами определяемой функции (156), то и сана определяющая функция будет стационарной слу­

І2І

ем какдого из параметров выбирается таким образом, что­ бы определящая функция при этом изменялась в неблаго­ приятную сторону.

Количественные показатели теплотехнической работоспособности реактора

Количественные показатели теплотехнической работо­ способности реактора можно разбить на две группы:

-предельные показатели, не учитыващие случайного характера отклонений параметров от номинальных значе­ ний;

-вероятностно-статистические показатели, позволя­

вшие более реально оценивать теплотехническую работо­ способность реактора.

Основными показателями первой группы являются ми­ нимальные по активной зоне запасы до критического зна­ чения какдого определяющего параметра, вычисленные при условии, что все теплотехнические параметры одновремен­ но изменяются в неблагоприятную сторону на величину мак-

122

спальне ВОЗНОХН0ГО отклонения. Для воде-ведянеге ре­ актора это будет инициальный запас но критической теп­ ловой нагрузке.

Вопросы практического использования предельной ме­ тодики расчета теплотехнической работоспособности ре­ актора рассматривались в § I I , 12, 15.

Основными вероятностно-статистическими показателя­ ми теплотехнической работоспособности активной зоны ре­

При положительных значениях енределящих функций значе­ ния всех епределяюцих параметров в активной зоне будут меньше критических значений, и реактор будет работать

чих рехимБНХ параметрах;

-доиустшое значение неказателя теилетехиической работоспособности активной зо­ ны реактора.

123

теплотехнической работоспособности, о тон, на какую ве­ личину нохно увеличить номинальные значения режимных параметров в реакторе, чтобы его теплотехническая ра­ ботоспособность оставалась не нике допустимого уровня. Такой ресурс в известной степени характеризуют коэффи­ циенты запаса по режимным параметрам. Их значения на­ ходят методом последовательных приближений при последо­

Методы расчета теплотехнической работоспособности активной зоны реактора

Предельная методика. При оценке теплотехнической работоспособности активной зоны вычисляется нижняя пре­ дельная граница области значений определяющей функции. Для водо-водяннх реакторов эта методика сводится к оп­ ределению минимально возможного запаса по критической тепловой нагрузке

124

все режимные параметры реактора ( Q yG ур у t ß x ) y а также величины, вычисленные по экспериментальным фор­ мулам, от которых зависят параметры определяющие функ­ ций, изменяется на максимально возможные общие отклоне­ ния в неблагоприятную для надежности сторону. Кроме То­ го , для каждого канала учитываются максимальные локаль­ ные отклонения, снижащие теплотехническую работоспо­ собность.

Конкретнее рекомендации но использовано предель­ ной методики приведены в § I I , 12, 15.

В случае невыполнения условия (Ібб) полученная при проектяреваннн вариантная разработка реактора отбрасы­ вается.

По своей сущности нредѳльная методика оценивает теплотехническую работоспособность с запасом, так как

вреальных услевмлх одновременное отклонение всех фак­ теров, опрѳделяющях теплотехническую рабетоспособности,

водну н ту же неблагоприятную сторону на максимально возможные значения мало вероятно.

Метод дисперсий. Ирм использованіи метода диспер­ сий вычисляется показатель теплотехнической работоспо­ собности R ( t ) для отдельного канала, а затем для всой

125

активной зоны в целой. Теплотехническая работоспособ­ ность отдельного канала не может характеризовать тепло­ техническую работоспособность всей зоны в целом, каким бы этот канал ни был: самым теплонапряженным, минималь­ ным по расходу, максимальным по мощности и т.д . Поэто­ му вычисление показателя P ( t ) для активной зоны про­ изводится с учетом влияния каждого канала на общую теп­ лотехническую работоспособность.

Для водо-водяных реакторов расчет показателя теп­ лотехнической работоспособности производится следующим образом.

1. В качестве определяющего параметра выбирается удельный тепловой поток с поверхности ТВЭЛ. За предель­ ный принимается критический тепловой поток.

вается удельный тепловой поток с поверхности ТВЭЛ. При этом последовательно принимается, что один из парамет­ ров отклоняется на максимальную величину, а значения остальных параметров номинальны:

126

5. Для каждого канала рассчитывается определяющая функция, учитывающая максимальное общее отклонение од­ ного из определяющих параметров:

s 3

127

б . Находится отклонение опрѳделящей функции с учетом максимально возможных отклонений рекнішнх пара-

метров реактора:

О п ЛІ, - 1 - f .

“К=г-К;

( ш )

* > * “- * , ;

7.. Для расчета численных характеристик вероятност­ ного закона распределения режимннх параметров неоdxoдж­ ин статистические данные о случайных отклонениях пара­ метра для правильного выбора параметра рассеяния ß , который представляет собой отношение максимального от­ клонения параметра к его среднему квадратическому от­ клонению.

На практике при использовании метода дисперсий в качестве закона распределения для отклонений определя­ вших параметров и определяющей функции принимается усе­ ченный нормальный закон, как наиболее универсальный, охватывавший все реальные случаи, от нормального зако­

При отсутствии статистических данных параметр рас­ сеяния может быть ориентировочно оценен по данным табл. 3 в зависимости от отвомения вероятности малых

128

9. Аналогично вычисляется среднеквадратическое от­ клонение определяющей функции с учетом локальных откло­ нений для каждого канала. При этом за номинальное зна­ чение определяющей функции принимается ее значение, вы­ численное с учетом общих отклонений для всей активной зоны.

ІО. Для каждого канала активной зоны определяется максимальное изменение определяющем функции с учетом