- •Содержание
- •Введение
- •1. Исходные данные
- •2. Тепловой расчет
- •2.1. Определение геометрических характеристик твс
- •2.2 Определение геометрических параметров активной зоны
- •2.3 Определение коэффициентов неравномерности активной зоны
- •2.4 Гидравлическое профилирование
- •2.5 Распределение тепловых потоков по радиусу активной зоны
- •2.6 Распределение тепловых потоков по высоте активной зоны
- •2.7 Распределение температур теплоносителя и наружной поверхности оболочки твэла по высоте активной зоны
- •2.8 Распределение температуры внутренней поверхности оболочки твэла по высоте активной зоны
- •2.9 Распределение температуры наружной поверхности топливной таблетки по высоте активной зоны
- •2.10 Распределение температуры в центре топливной таблетки по высоте активной зоны
- •2.11 Распределение температуры в ячейке твс
- •2.12 Расчет коэффициента запаса до кризиса теплообмена первого рода
- •2.12.1 Методика Безрукова ю.А.
- •2.12.2 Методика Смолина в.П.
- •2.12.3 Выбор методики и расчет коэффициента запаса
- •3. Гидравлический расчет
- •3.1. Расчет гидравлических потерь на трение
- •3.1.1 Расчет потерь на трение во входном патрубке
- •3.1.2 Расчет потерь на трение на опускном участке
- •3.1.3 Расчет потерь на трение в активной зоне
- •3.1.4 Расчет потерь на трение в блоке защитных труб
- •3.1.5 Расчет потерь на трение в выходном патрубке
- •3.2 Расчет гидравлических потерь на местные сопротивления
- •3.2.1 Расчет потерь на местные сопротивления на входе в реактор
- •3.2.2 Расчет потерь на местные сопротивления при повороте на 180˚
- •3.2.3 Расчет потерь не местные сопротивления при прохождении через перфорированное днище шахты
- •3.2.4 Расчет потерь на местные сопротивления при прохождении через дистанционирующие решетки
- •3.2.5 Расчет потерь на местные сопротивления при прохождении через нижнюю решетку блока защитных труб
- •3.2.6 Расчет потерь на местные сопротивления при повороте на 90˚
- •3.2.7 Расчет потерь на местные сопротивления при прохождении через перфорированную обечайку блока защитных труб
- •3.2.8 Расчет потерь на местные сопротивления при прохождении через перфорированную обечайку шахты
- •3.2.9 Расчет потерь на местные сопротивления на выходе из реактора
- •3.3 Гидравлический расчет потерь на ускорение
- •3.4 Гидравлический расчет нивелирных потерь
- •3.5 Расчет в главном циркуляционном трубопроводе
- •3.6 Расчет потерь в парогенераторе
- •3.7 Расчет суммарных потерь в первом контуре
- •3.8 Расчет потерь при гидроиспытаниях
- •4. Обоснования выбора варианта активной зоны
- •5. Выбор главного циркуляционного насоса
- •6. Прочностной расчет
- •6.1 Прочностной расчет корпуса реактора
- •6.1.1 Прочной расчет эллиптического днища
- •6.1.2 Прочностной расчет обечайки без отверстия
- •6.1.3 Прочностной расчет обечайки в зоне холодных патрубков
- •6.1.4 Прочностной расчет обечайки в зоне горячих патрубков
- •6.1.5 Расчет обечайки на прочность с одиночным отверстием
- •6.2 Расчет оболочки твэла на прочность
- •6.2.1 Расчет толщины на начало кампании
- •6.2.2 Расчет толщина твэла при номинальном режиме эксплуатации
3.7 Расчет суммарных потерь в первом контуре
Потери по 1 контуру рассчитываются как сумма потерь в реакторе, главном циркуляционном трубопроводе и парогенераторе:
Результат расчёта по формуле 114 для всех трех вариантов приведен в таблице 48.
Таблица 48 – Расчёт потерь давления по первому контуру
|
3,88 |
5,02 |
6,76 |
|
252,30 |
388,23 |
656,99 |
3.8 Расчет потерь при гидроиспытаниях
После проверки работоспособности всех систем и устройств, обеспечивающих надежную и безопасную работу, проводятся гидроиспытания (ГИ) реактора, оборудования и трубопроводов первого контура. При испытаниях реактора теплоноситель подается при температуре 50℃ и давлении 3,5 МПа. Теплофизические параметры теплоносителя при данных температуре и давлении представлены в таблице 49.
Таблица 49 – Теплофизические параметры теплоносителя при ГИ
|
50 |
|
3,5 |
|
989,4 |
|
|
Расчет потерь давления при данных параметрах производится также, как и расчет при номинальном режиме работы реактора, т.к. геометрия остается неизменной. Потери в реакторе выросли при сравнении с номинальной работой РУ примерно в 1,7 раза. Потери в парогенераторе были оценены при помощи умножения значения при номинальной работе на полученный коэффициент. Результаты расчётов для всех трех вариантов приведены в таблице 50.
Таблица 50 – Расчёт потерь давления при ГИ
|
3,88 |
5,02 |
6,76 |
|
428,14 |
662,01 |
1117,80 |
|
-0,58 |
||
|
198,9 |
||
|
626,46 |
860,33 |
1316,12 |
По результатам расчётов был построен график потерь давления в первом контуре при номинальном режиме работы и гидроиспытаниях от средней скорости теплоносителя (рисунок 37).
Рисунок 37 – Потери давления в первом контуре
4. Обоснования выбора варианта активной зоны
В проектируемом реакторе необходимо выполнение следующих критериев:
Водотопливное отношение удовлетворять условию
;
Температур теплоносителя должна быть меньше температуры насыщения по первому контуру:
;Максимальная температура на наружной поверхности оболочки твэла должна удовлетворять требованиям безопасности:
;
Максимальная температура в топливной таблетке не должна достигать температуры плавления:
;
Коэффициент запаса до кризиса теплообмена должен удовлетворять условию
Все три рассчитанных варианта активной зоны удовлетворяют данным условиям. При выборе варианта также необходимо срамиться к минимальным гидравлическим потерям, массогабаритным характеристикам и температуре внутри топливной таблетки. Поэтому был выбрать второй вариант активной зоны, так как он обладает оптимальными среди всех трех вариантов параметрами.
5. Выбор главного циркуляционного насоса
Для выбора главного циркуляционного насоса необходимо рассчитать мощность насоса для выбранного варианта:
где
КПД
насоса
Исходя из полученных данных был выбран насос ГЦН-195М. Это вертикальный, центробежный, одноступенчатый насос с блоком торцевого уплотнения вала, консольным рабочим колесом, осевым подводом перекачиваемого теплоносителя и выносным электродвигателем. Параметры насоса представлены в таблице 51.
Таблица 51 – Основные технические характеристики ГЦН-195М
Параметр |
Значение |
Напор |
0,67 МПа |
Расчётная температура |
350 ˚C |
Давление на всасывании номинальное |
16 МПа |
Расчётное давление |
17,64 МПа |
Максимальная потребляемая мощность ГЦН |
5300 кВт |
Подача |
20000
|
