КУРСОВАЯ РАБОТА
Дисциплина: Ядерные энергетические реакторы
Тема: Теплогидравлический расчет реактора на быстрых нейтронах
Выполнил студент гр. В4297/1: Чулко.
(подпись)
Проверил д.т.н.: Рассказов В.В.
(подпись)
«» 2014 г.
Сосновый Бор
Введение......................................................................................................................................... 3
1. Исходные данные:............................................................................................................... 4
2. Определение геометрических характеристик.................................................... 6
3.Определение теплогидравлических параметров активной зоны и бокового экрана........................................................................................................................................... 10
4. Заключение........................................................................................................................... 18
Список использованной литературы........................................................................ 19
Введение
Цель работы: выполнение теплогидравлического расчёта реактора на быстрых нейтронах с гелиевым теплоносителем заданной мощности, соответствующего критериям надежности и безопасности.
Преимущества гелиевого теплоносителя перед натриевым состоит в том, что он практически не поглощает и не рассеивает нейтроны. Поэтому гелий не активируется, проходя через активную зону, и не смягчает спектр нейтронов. А это в конечном итоге упрощает биологическую защиту, повышает коэффициент воспроизводства, заметно уменьшает время удвоения по сравнению с реакторами на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем. Использование гелия позволяет перейти к двухконтурной схеме отвода тепла при наличии обычного парового цикла, а в перспективе – и к прямой одноконтурной схеме с газовой турбиной.
Реакторами прототипами выбраны реакторы БГР-300 и БН-800.
1. Исходные данные:
Тепловая мощность реактора: Qтепл = 1000 × 106 Вт
Теплоноситель: гелий 7 атм.
Конструкционные материалы: сталь
Температура теплоносителя на входе в активную зону: tвх = 375 0С
Температура теплоносителя на выходе из активной зоны: tвых = 565 0С
Топливо: UC (карбид урана)
Форма твс: шестигранная
Размер между центрами твс: sтвc = 9,88 × 10-2 м
Зазор между твс: Δтвc = 1,75*10-3 м
Толщина корпуса твс: dТВС = 2 * 10-3 м
Диаметр твэл в активной зоне: dтвэл = 6 * 10-3 м
Диаметр твэл в боковом экране: dтвэл.Б.Э = 14 × 10-3 м
Толщина оболочки твэл: dоб = 0,4×10-3 м
Толщина газового зазора ТВЭЛ: dг=0,13×10-3 м
Число твэл в твс активной зоны: nтвэл = 157 шт
Число твэл в твс бокового экрана: nтвэл = 43 шт
Qаз = 0,9* Qтепл = 0,9 
1500 × 106 = 1350 × 106 Вт
Qтэ = 0,03* Qтепл = 0,03 
1500 × 106 = 45 × 106 Вт
Qбэ = 0,07* Qтепл = 0,07 
1500 × 106 = 105 × 106 Вт
Параметры теплоносителя, топлива и конструкционных материалов [1]:
Основные характеристики гелия (He при 470°С,давлении 0,7 МПа):
плотность He: ρHe = 0,4529 кг/м3
изобарная теплоемкость: 
коэффициент теплопроводности: λHe = 0,2941 
динамическая вязкость гелия 
число Прандтля: при температуре теплоносителя 470 °С - Pr470=0,644
Основные характеристики монокарбида урана:
коэффициент теплопроводности 
температура плавления Tпл=2250 °С
Коэффициент теплопроводности конструкционных материалов 
Определение геометрических характеристик
Размеры активной зоны:
Объем активной зоны реактора:
(2.1)
где qv – теплонапряженность.
Примем qv =40 [МВт/м 3]
25 [м3]
Коэффициент уплощения активной зоны:
(2.2)
путем подбора определён коэффициент уплощения 
Диаметр активной зоны:
Высота активной зоны:
ТВС в активной зоне (АЗ) располагаются симметрично внутри шестигранной призмы. Для определения толщины бокового экрана предположим, что имеет как минимум 3 ряда ТВС (nряд=3). Тогда толщину бокового экрана, исходя из геометрических построений, находим по формуле:
Толщину торцевого экрана примем с коэффициентом пропорциональности соответствующим БН kтэ=0.45:
Площадь бокового экрана:
Эффективную добавку по оси активной зоны принимается
Экстраполированная высота, вдоль которой идёт тепловыделение с максимумом в центральной плоскости и нулевым значением на торцах:
H = Н0 + 2δ (2.8)
H = 2,522 + 2·0.18 = 2,882[м]
Площадь сечения ячейки активной зоны:
Число ячеек в активной зоне:
В целях обеспечения шестигранной симметрии расположения ТВС примем N=1216
Число ячеек бокового экрана:
В целях обеспечения равномерного заполнения объёма цилиндрического реактора принимается 
Проходное сечение ТВС активной зоны:
Гидравлический периметр ТВС активной зоны:
Гидравлический диаметр ТВС активной зоны:
Проходное сечение ТВС бокового экрана:
Гидравлический периметр ТВС бокового экрана:
Гидравлический диаметр ТВС бокового экрана:
Тепловой периметр ТВС активной зоны:
Тепловой периметр ТВС бокового экрана:
