2.9 Распределение температуры наружной поверхности топливной таблетки по высоте активной зоны
Температура наружной поверхности топливной таблетки аналогично температуре внутренней поверхности оболочки твэла определяется как:
Теплопроводность гелия в газовом зазоре равна:
где
удельная
газовая постоянная гелия:
В данной работе рассматривается реактор на начало топливной кампании, поэтому в твэле присутствует только гелий с давлением;
Значения параметра
представлены в таблице 18.
Таблица 18 - Значения параметра
|
|
1 |
0,46041 |
2 |
-0,56991 |
3 |
0,19591 |
4 |
-0,03879 |
5 |
0,00259 |
Расчет будет вестись итерационно. В первом приближении наружная температура топливной таблетки принимается:
Итерации будут вестись, пока отклонение температуры не будет менее 0,5%:
Пример расчёта по формулам 45-53 при
для первого варианта для первой итерации:
Результаты расчётов температуры наружной поверхности топливной таблетки для второго и третьего варианта для первой и последней итерации представлены в таблицах 19-21.
Таблица 19 – Распределение температуры наружной поверхности топливной таблетки по высоте активной зоны для
1 итерация |
3 итерация |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1765 |
650,6 |
500,6 |
0,303 |
372,7 |
42,7 |
363,3 |
0,264 |
375,9 |
0,0 |
1412 |
663,1 |
513,1 |
0,307 |
458,7 |
30,8 |
415,9 |
0,279 |
468,1 |
0,1 |
1059 |
673,7 |
523,7 |
0,309 |
533,3 |
20,8 |
458,9 |
0,291 |
543,2 |
0,2 |
706 |
681,9 |
531,9 |
0,312 |
590,8 |
13,4 |
490,8 |
0,300 |
598,7 |
0,1 |
353 |
687,1 |
537,1 |
0,313 |
627,0 |
8,7 |
510,3 |
0,306 |
632,9 |
0,1 |
0 |
685,2 |
535,2 |
0,313 |
636,6 |
7,1 |
513,7 |
0,307 |
641,5 |
0,1 |
-353 |
675,8 |
525,8 |
0,310 |
618,2 |
8,5 |
500,2 |
0,303 |
623,9 |
0,1 |
-706 |
661,3 |
511,3 |
0,306 |
574,1 |
13,2 |
472,1 |
0,295 |
582,0 |
0,2 |
-1059 |
643,2 |
493,2 |
0,301 |
507,3 |
21,1 |
430,8 |
0,283 |
517,4 |
0,2 |
-1412 |
623,3 |
473,3 |
0,295 |
422,5 |
32,2 |
378,3 |
0,268 |
432,6 |
0,1 |
-1765 |
603,4 |
453,4 |
0,290 |
326,4 |
45,9 |
316,8 |
0,250 |
330,1 |
0,0 |
Таблица 20 – Распределение температуры наружной поверхности топливной таблетки по высоте активной зоны для
1 итерация |
3 итерация |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1765 |
601,8 |
476,8 |
0,296 |
380,9 |
36,7 |
368,1 |
0,265 |
384,3 |
0,0 |
|
1412 |
617,7 |
492,7 |
0,301 |
493,8 |
20,1 |
434,6 |
0,284 |
501,1 |
0,1 |
|
1059 |
631,3 |
506,3 |
0,305 |
591,1 |
6,4 |
488,1 |
0,300 |
594,6 |
0,1 |
|
706 |
641,8 |
516,8 |
0,308 |
665,9 |
3,8 |
527,4 |
0,310 |
663,3 |
0,1 |
|
353 |
648,4 |
523,4 |
0,309 |
712,9 |
9,9 |
551,3 |
0,317 |
705,3 |
0,2 |
|
0 |
648,1 |
523,1 |
0,309 |
727,1 |
12,2 |
557,0 |
0,319 |
717,4 |
0,2 |
|
-353 |
638,1 |
513,1 |
0,307 |
705,5 |
10,6 |
542,1 |
0,315 |
697,4 |
0,2 |
|
-706 |
622,0 |
497,0 |
0,302 |
651,1 |
4,7 |
509,7 |
0,306 |
647,9 |
0,1 |
|
-1059 |
601,3 |
476,3 |
0,296 |
567,1 |
5,7 |
461,0 |
0,292 |
570,3 |
0,1 |
|
-1412 |
578,2 |
453,2 |
0,290 |
459,1 |
20,6 |
397,7 |
0,274 |
466,7 |
0,1 |
|
-1765 |
554,5 |
429,5 |
0,283 |
335,0 |
39,6 |
321,7 |
0,252 |
338,8 |
0,0 |
|
Таблица 21 – Распределение температуры наружной поверхности топливной таблетки по высоте активной зоны для
1 итерация |
4 итерация |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1765 |
553,5 |
453,5 |
0,290 |
393,6 |
28,9 |
375,2 |
0,267 |
397,0 |
0,0 |
1412 |
574,6 |
474,6 |
0,296 |
547,4 |
4,7 |
462,0 |
0,292 |
549,5 |
0,0 |
1059 |
592,7 |
492,7 |
0,301 |
678,9 |
14,5 |
531,0 |
0,311 |
669,1 |
0,0 |
706 |
606,8 |
506,8 |
0,305 |
779,4 |
28,4 |
581,6 |
0,325 |
755,8 |
0,1 |
353 |
615,7 |
515,7 |
0,307 |
842,2 |
36,8 |
612,5 |
0,334 |
808,4 |
0,1 |
0 |
617,4 |
517,4 |
0,308 |
862,8 |
39,7 |
621,8 |
0,336 |
825,0 |
0,1 |
-353 |
606,6 |
506,6 |
0,305 |
836,6 |
37,9 |
604,7 |
0,332 |
801,8 |
0,1 |
-706 |
588,0 |
488,0 |
0,300 |
767,1 |
30,5 |
565,3 |
0,321 |
741,9 |
0,1 |
-1059 |
563,5 |
463,5 |
0,293 |
657,7 |
16,7 |
505,1 |
0,304 |
646,5 |
0,0 |
-1412 |
535,4 |
435,4 |
0,285 |
514,9 |
3,8 |
426,0 |
0,282 |
516,6 |
0,0 |
-1765 |
506,2 |
406,2 |
0,276 |
348,3 |
31,2 |
329,1 |
0,254 |
352,0 |
0,0 |
Рисунок 18 - Распределение температуры наружной поверхности топливной таблетки по высоте активной зоны для
Рисунок 19 - Распределение температуры наружной поверхности топливной таблетки по высоте активной зоны для
Рисунок 20 - Распределение температуры наружной поверхности топливной таблетки по высоте активной зоны для