4. Расчет среднего коэффициента теплоотдачи.

Средние значения коэффициентов теплоотдачи (z) на участках вокруг расчетных точек могут быть рассчитаны по формулам

(6.32)

где А – коэффициент, зависящий от способа упаковки твэлов в ТВС; Nu(z), Nu^max(z) – средние на расчетных участках значения чисел Нуссельта; Re(z), Re^max(z) – на расчетных участках средние числа Рейнольдса.

П

(6.33)

ри треугольной упаковке твэлов А рассчитывается по формуле

A = 0,0165 + 0,02(1 – 0,91^–2)^0,15 = 0,0278

Для чисел Нуссельта и Рейнольдса имеют место соотношения:

(6.34)

;

(6.35)

;

(6.36)

;

где w(z) и w^max(z) – скорость теплоносителя в расчетных точках в ячейке со средненагруженным и максимально нагруженным твэлами соответственно.

Данные расчета по соотношениям (6.32) – (6.36) и значения коэффициентов теплоотдачи, определяемые по формулам (6.37), сведены в таблицу 6.5.

(6.37)

;

Таблица 6.5

z, м	-1,75	-1,50	-1,00	-0,50	0,00	0,50	1,00	1,50	1,75
w, м/с	5,501	5,510	5,563	5,649	5,765	5,888	5,999	6,069	6,081
wmax, м/с	5,501	5,518	5,612	5,789	6,032	6,324	6,608	6,802	6,839
Re, 105	4,546	4,556	4,626	4,746	4,890	5,048	5,178	5,256	5,276
Remax, 105	4,546	4,571	4,699	4,924	5,217	5,539	5,839	6,014	6,049
Nu	869,5	871,4	885,4	909,7	941,5	977,9	1010,2	1031,0	1035,8
Numax	869,5	874,5	899,9	948,9	1019,7	1111,9	1211,8	1280,3	1294,3
, кВт/м2 К	49,12	49,14	49,41	49,87	50,42	51,09	51,68	52,05	52,17
max, кВт/м2 К	49,12	49,22	49,68	50,56	51,84	53,62	55,72	57,29	57,65

5. Расчет температурного поля твэлов.

Распределение температуры наружной поверхности оболочки твэла по высоте активной зоны (рассчитанные значения см. в табл. 6.6)

(6.38)

По среднему значению температуры наружной поверхности оболочки твэла, равному примерно 300С, из таблиц теплофизических свойств циркония (приложение 31 [4]) определяем теплопроводность оболочки твэла:

_об = 20,5 Вт/мК

Температура внутренней поверхности оболочки твэла (табл. 6.6)

(6.39)

Коэффициент теплоотдачи (проводимость) контактного слоя определяем из графика на рис. 8.8 [4] по соотношению между газовым зазором _заз и внутренним диаметром оболочки d_вн:

_заз/d_вн = 0,0130

= 2,810³ Вт/(м²К)

Температура наружной поверхности топливного сердечника (табл. 6.6)

(6.40)

Для определения температуры внутренней поверхности топливного сердечника в расчетных точках необходимо знать теплопроводность топливного сердечника. Так как теплопроводность диоксида урана невелика и сильно зависит от температуры, то на внутренней поверхности топливного сердечника температура достигает весьма больших значений, а теплопроводность необходимо рассчитывать по средней температуре топлива.

Теплопроводность топливного сердечника при температуре t_с рассчитывается по зависимости

(6.41)

(6.42)

Температура внутренней поверхности топливного сердечника

Температуру для определения теплопроводности топлива принимаем как среднее значение между температурами наружной и внутренней поверхности топливного сердечника:

(6.43)

Расчет _с(z), _с^max(z), t_с^вн(z), t_с^вн_max(z) ведем методом последователь-ных приближений, задаваясь вначале

t_с(z) = t_с^н(z); t_с^max(z) = (t_с^н)^max(z).

Результаты расчета температурного поля твэлов в расчетных точках по высоте активной зоны даны в таблице 6.6.

Таблица 6.6

z, м	-1,75	-1,50	-1,00	-0,50	0,00	0,50	1,00	1,50	1,75
tобн, oC	291,2	295,4	305,2	315,1	323,3	328,2	329,1	326,0	323,1
(tобн)max, oC	292,2	300,0	318,0	336,0	350,0	357,2	357,2	350,9	345,8
tобвн, oC	293,3	304,0	325,4	343,2	354,2	356,3	349,3	334,6	325,2
(tобвн)max, oC	296,1	316,1	355,6	388,3	407,4	409,5	394,8	366,9	349,8
tсн, oC	318,1	405,2	562,0	672,4	716,2	685,5	585,9	435,8	350,1
(tсн)max, oC	342,3	504,3	795,7	1000,5	1080,7	1021,7	834,9	555,1	396,0
c, Вт/мК	5,472	4,671	3,616	3,097	2,940	3,066	3,534	4,502	5,241
cmax, Вт/мК	5,230	3,954	2,686	2,417	2,421	2,415	2,633	3,752	4,881
tсвн, oC	339,1	505,1	863,9	1162,8	1284,4	1180,9	894,9	539,5	371,9
(tсвн)max, oC	383,1	723,8	1551,7	2169,0	2363,8	2191,4	1606,1	786,5	439,7