Определение теплогидравлических параметров активной зоны и бокового экрана.

Расход теплоносителя через активную зону:

Расход теплоносителя через боковой экран:

Скорость теплоносителя через активную зону:

Скорость теплоносителя через боковой экран:

Линейный тепловой поток в центральной плоскости активной зоны:

Линейный тепловой поток в центральной плоскости бокового экрана:

 

Для расчёта значений теплогидравлических параметров и построения их зависимостей по длине каналов используем программу MathCad.

Результаты расчёта линейного теплового потока ТВС в активной зоне и боковом экране приведены на графике Рисунок -1 и сведены в Таблице - 1

, ,

Рисунок-1. Графики линейного теплового потока по высоте канала в активной зоне и в боковом экране.

Таблица- 1

параметр	Координата по высоте канала z, м.
-1,441	-1,153	-0.86	-0.576	-0.228		0.228	0.576	0,806	1,153	1,441
ql(z) ∙108	0	1,566	2,978	4,102	4,821	5,068	4,821	4,102	2,978	1,556
qбэ(z)∙107		1,178	2,241	3,078	3,628	3,815	3,628	3,078	2,241	1,178

Температура теплоносителя по высоте канала в активной зоне и в боковом экране:

Результаты расчёта температуры теплоносителя по высоте каналов активной зоне и боковом экране приведены на графике Рисунок- 2 и сведены в
Таблице- 2.

,м

Рисунок - 2.Температуры теплоносителя по высоте канала в активной зоне и боковой зоне.

Таблица- 2

параметр	Координата по высоте канала z, м.
-1,441	-1,153	-0,86	-0,576	-0,288		0,288	0,576	0,865	1,153	1,441
TT(z) °С		379,7	393,2	414,18	440,66	472,5	499,3	530,8	552,6	566,3
Tбэ(z) °С		379,7	393,2	414,18	440,66		499,3	525,8	546,9	560,4

Определение коэффициента теплоотдачи в активной зоне:

Кинематическая вязкость:

Число Рейнольдса:

Число Нуссельта:

где

А=0,0165+0,02[1-0.91

Коэффициент теплоотдачи в АЗ:

Коэффициент теплоотдачи в боковом экране:

Число Рейнольдса:

Число Нуссельта:

Коэффициент теплоотдачи в боковом экране:

Температура наружной поверхности ТВЭЛ активной зоны:

(3.15)

Результаты расчёта температуры теплоносителя по высоте каналов активной зоне и боковом экране сведены в Таблица 3.

Таблица 3

параметр	Координата по высоте канала z, м.
-1,441	-1,153	-0,86	-0,576	-0,288		0,288	0,576	0,865	1,153	1,441
Tоб.твэл(z) °С		380,7	395,4	417,8	445,6		506,2	533,2	554,3	567,4
Tоб. б.э.(z) °С		380,07	393,9	415,8	441,9	471,4	500,7	526,9	547,7	560,7

Температура топливного сердечника ТВЭЛ активной зоны вдоль центральной оси:

Средний радиус оболочки ТВЭЛ:

Температура топливного сердечника вдоль оси:

Температура топливного сердечника ТВЭЛ боковой зоны вдоль центральной оси:

Средний радиус оболочки ТВЭЛ:

Температура топливного сердечника вдоль оси:

Результаты расчёта температуры теплоносителя по высоте каналов активной зоне и боковом экране приведены на графике Рисунок 3 и сведены в
Таблице 4.

Рисунок 3- Температуры топливного сердечника вдоль оси

 

Таблица 4

параметр	Координата по высоте канала z, м.
-1,441	-1,153	-0.86	-0.576	-0.288		0.288	0.576	0.865	1,153	1,441
Tс(z) °С		382,3	398,4	421,9	450,5	481,2	511,1	537,3	557,3
Tс.б.э(z) °С		379,2	392,4	413,2	439,4	468,7	498,1	524,8	546,1	559,9

 

Перепад давления в реакторе:

Re_аз=2,555∙10⁴

шаг решетки:

шаг навивки:

коэффициент сопротивления трения:

коэффициент учитывающий геометрию пучка твэл

потери на трение:

число дистанционирующих решеток:

принимаю

тогда потери на местное сопротивление:

нивелирная составляющая давления:

Суммарный перепад давления в реакторе:

+

 

Заключение

 

По результатам теплогидравлического расчёта реактора можно сделать выводы:

1. Максимальная температура сердечников ТВЭЛ (571 ) значительно меньше температуры плавления монокарбида урана (2250 °С), что является залогом безопасной эксплуатации ядерной энергоустановки;

2. Перепад температуры теплоносителя выходит за пределы заданных исходных параметров и состовляет ∆Т=196 °С.

3. Величина расхода ( и скорости ( теплоносителя через активную зону ядерной энергоустановки предъявляет особые требования к газодувкам. Для обеспечения теплообмена в реакторной установке можно предложить применение мощных компрессорных установок на электромагнитных подшипниках, применяемых в газовой промышленности, но не опробованных на АЭС.

4.Данный реактор с заданными техническими характеристиками соответствует критериям надежности и безопасности предъявляемым к подобным реакторам.

 

 

Список использованной литературы.

 

1. Дементьев Б.А. Ядерные энергетические реакторы: Учебник для вузов.

– 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 325 с.: ил.

 

2. Бать Г. А. Основы теории и методы расчета ядерных энергетических реакторов: Учебное пособие для вузов. - М.:Энергоатомиздат, 1980. - 511 с., ил.