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:

Reаз=2,555104

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.