8. Расчет гидравлического сопротивления активной зоны.

Нивелирная составляющая гидравлического сопротивления

(6.52)

= 24,5 кПа

= 23,3 кПа

К

(6.53)

(6.54)

(6.55)

оэффициент сопротивления трения пучка стержней в треугольной упаковке при их продольном обтекании

_тр = ₀(0,57 + 0,18( – 1) + 0,53(1 – e^1–a)) = 0,0143

где

₀ = (1,82lg(Re) – 1,64)^–2 = 0,01242

a = 0,58 + 9,2( – 1) = 4,26

Гидравлические потери на трение

(6.56)

= 58,1 кПа

= 61,1 кПа

Коэффициент сопротивления дистанционирующей решетки твэлов принимаем равным _др = 0,6 [5].

Сумма местных сопротивлений в активной зоне складывается из с

(6.57)

опротивлений дистанционирующих решеток стержней ТВС:

= 5,4

Гидравлические потери от местных сопротивлений

(6.58)

= 64,1 кПа

= 67,4 кПа

П

(6.59)

отери давления теплоносителя в средненагруженной ячейке

p = p_нив + p_тр + p_м = 146,7 кПа

П

(6.60)

отери давления теплоносителя в максимально нагруженном ячейке

= 151,8 кПа

9. Основные результаты теплогидравлического расчета реактора.

Обобщая вышеизложенное, отметим основные факты, следующие из полученных результатов.

1. Повышение тепловой мощности реактора до 3225 МВт по сравнению с «базовым» вариантом – реактором ВВЭР-1000 – привело к увеличению количества ТВС в активной зоне с 163 до 175 шт.

2. Температурный уровень теплоносителя и твэлов, а также тепловые нагрузки лежат в пределах допустимых величин. Температура внутренней поверхности топливного сердечника твэла в наиболее энергонапряженном твэле не превышает 2370 С при максимально допустимой температуре диоксида урана 2600 С; следовательно, в реакторе существует запас по температуре топлива.

3. Наименьшее значение коэффициента запаса до кризиса на максимально нагруженном твэле составляет 1,5 на высоте 0,5 м, т. е. выше центральной плоскости активной зоны. Таким образом, в реакторе при работе его на номинальном режиме существует достаточный запас до кризиса теплообмена. Это, с учетом запаса по температуре топлива, позволяет реактору выдерживать значительные отклонения от расчетного режима работы.

4. На незначительном участке поверхности твэлов, расположенных в области максимального энерговыделения, в верхней половине активной зоны (начиная с отметки 0,8 м) имеется поверхностное кипение теплоносителя, которое прекращается вблизи выходного сечения. Таким образом, на выходе из активной зоны паросодержание равно нулю, а пар, образовавшийся в зоне поверхностного кипения, к выходу полностью конденсируется.

5. Гидравлическое сопротивление движению теплоносителя в активной зоне невелико и составляет около 150 кПа. Таким образом потери давления составляют 0,92 % от среднего давления теплоносителя., что говорит о достаточной точности расчета теплогидравлических параметров в активной зоне по среднему давлению теплоносителя. Разница в гидравлическом сопротивлении между средним и максимально нагруженным каналами несущественна.

На следующей странице по данным таблиц 6.3, 6.4, 6.5 и 6.6 построены графики распределений основных теплогидравлических параметров по высоте активной зоны для твэлов со средней и с максимальной тепловой нагрузко

Тепловая мощность реактора Q_т = 3225 МВт

Высота активной зоны H₀ = 3,5 м

Экстраполированная добавка к размерам зоны  = 0,08 м

Среднее давление в активной зоне p = 16 МПа

Температура воды на входе в реактор t_вх = 290 С

Температура воды на выходе из реактора t_вых = 322 

Форма и вид ТВС Шестигранная, бесчехловая

Расстояние между центрами ТВС (шаг ячейки) h_яч = 234 мм

Размер ТВС под ключ h_кл = 234 мм

Полное число стержней n_ст = 331 в том числе:  твэлов n = 312  направляющих трубок для пэлов n_п = 18  каркасных трубок n_кт = 1

Диаметр направляющей трубки для пэлов d_п = 12,6 мм

Диаметр центральной каркасной трубки d_кт = 13,3 мм

Число дистанционирующих решеток n_др = 9

Материал оболочки Цирконий

Ядерное топливо Диоксид урана (UO₂)

Расположение твэлов в решетке (упаковка) Треугольная

Шаг решетки твэлов h_тв = 12,75 мм

Наружный диаметр d = 9,1 мм

Толщина оболочки _об = 0,7 мм

Зазор между оболочкой и топливным сердечником _заз = 0,1 мм

Диаметр отверстия в топливной таблетке d_о = 1,4 мм

Доля энерговыделения в твэле  = 0,94

7