Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Проверка теплотехнической надёжности активной зоны
|
|
2.3.1. Расчёт максимальной температуры оболочки ТВЭЛ
Таблица 2.6
| № | Наименование величины | Обозначение | Размерность | Расчётная формула | Числовое значение |
| Энтальпия кипящей воды | 
| кДж/кг | f(Pт; ts) – справ. данное, [8] | ||
| Периметр теплообмена ТВЭЛ в сборке и кожуха ТВС | Пт | м | 
| ||
| Эквивалентный диаметр пучка ТВЭЛ | dэкв | м | 
| ||
| Плотность воды при средней температуре ТН | 
| кг/м3 | 
| ||
| Удельный объём кипящей воды | 
| м3/кг | f(Pт) – справ. данное, [8] | ||
| Плотность кипящей воды | 
| кг/м3 | 
| ||
| Удельный объём сухого насыщенного пара | 
| м3/кг | f(Рт) – справ. данное, [8] | ||
| Плотность сухого насыщенного пара | 
| кг/м3 | 
|
| Продолжение таблицы 2.6 |
| Распределение теплового потока по высоте ТВЭЛ | q(Zi) | кВт/м2 | 
| ||
| число участков разбиения ТВЭЛ по высоте | i | - | принято (например 20) | ||
| Высота соответствующего участка | Zi | м | |||
| Энтальпия ТН, при которой температура оболочки постоянна | 
| кДж/кг | 
| ||
| Периметр теплообмена ТВС | 
| м | 
| ||
| Энтальпия ТН по длине ТВС | iт(Zi) | кДж/кг | См. примечание к табл. 2.6 | ||
| Полное поперечное сечение ТВЭЛ в пучке | SТВ | м2 | 
| ||
| Плотность решётки стержней | 
| - | 
| ||
| Коэффициент заполнения пучка ТВЭЛ | 
| - | 
| ||
| Эффективный диаметр | d | м | 
| ||
| Кинематическая вязкость | 
| м2/с | f(Tср; Pт) – спав. данное, [8] | ||
| Критерий Re | Re | - | 
|
| Продолжение таблицы 2.6 |
| Критерий Pr | Pr | - | f(Tср; Pт) – спав. данное, [8] | ||
| Теплопроводность ТН | 
| 
| f(Tср; Pт) – спав. данное, [8] | ||
| Коэффициент теплоотдачи | 
| 
| 
| ||
| Термическое сопротивление теплоотдачи | 
| 
| 
| ||
| Удельная теплоёмкость ТН | Ср | 
| 
| ||
| Координата точки по длине ТВЭЛ, в которой достигается max температура оболочки | ZОБ | м | 
| ||
| Максимальная температура оболочки ТВЭЛ | 
| ˚ С | См. примечание к табл. 2.6 | ||
| Допускаемая температура оболочки ТВЭЛ | 
| ˚ С | См. примечание к п. 2.3.1 | ||
| Условие теплотехнической надёжности | ≤
|
ПРИМЕЧАНИЕ к п. 2.3.1
1. iт(Zi) = 
,
2. 
= 
3. Значения коэффициента теплопроводности материалов
Таблица 2.7
| Материал оболочки | Температура, ˚ С | |||
| Цирконий | 19, 3 | 20, 1 | 20, 5 | 20, 9 |
| Нержавеющая сталь | 17, 6 | 18, 8 | 21, 4 | 23, 0 |
4. Значения коэффициента теплопроводности ядерного топлива UO2 (λ топл. ), вт/м·град
Таблица 2.8
| Температура, ˚ С | ||||||
| UO2 | 4, 4 | 3, 0 | 2, 3 | 2, 4 | 3, 2 | 3, 7 |
5. [tоб] доп = (360-380) ˚ С – для нержавеющей стали
1) Зона по высоте делится на некоторое число участков и для каждой из промежуточных точек определяется q(Zi), , iт(Zi).
2) Все значения, полученные в ходе расчёта максимальной температуры оболочки ТВЭЛ (п.п. 9, 10 и 12), для удобства дальнейшего пользования необходимо свести в единую таблицу
| № участка i | …… | i | |||
| Z, м | |||||
| q (Z), кВт/м2 | |||||
| iпк(Z), кДж/кг | |||||
| iт(Z), кДж/кг |
По полученным результатам в координатах i-Z строим графики зависимостей iпк(Z) и iт(Z), по которым определяем, происходит ли теплообмен между ТН и ТВЭЛ без поверхностного кипения. (рис. 2.5)
3) Если поверхностное кипение имеет место, то рассчитывается коэффициент теплоотдачи в области поверхностного кипения 
и температура оболочки 
.
4) Предельно допустимые значения температур оболочек, изготовленных из нержавеющей стали =(360÷ 380)˚ С
 |
Рис 2.3. Распределение температур в ТВЭЛ
Рис 2.4.Качественный график распределения температур по высоте зоны
Рис. 2.5. Определение границ участка поверхностного кипения
2.3.2. Расчёт максимальной температуры ядерного горючего
Таблица 2.7
| № | Наименование величины | Обозначение | Размерность | Расчётная формула | Численное значение |
| Коэффициент теплопроводности оболочки | 
|
| справ. данное | ||
| Коэффициент теплопроводности горючего | 
|
| справ. данное | ||
| Термическое сопротивление оболочки | 
|
| 
| ||
| Термическое сопротивление горючего ТВЭЛ | 
|
| 
| ||
| Координата точки по длине ТВЭЛ, в которой достигается max температура горючего ТВЭЛ | 
| м | 
| ||
| Максимальная температура горючего ТВЭЛ | 
| ˚ С | См. приложение к таблице 2.7 | ||
| Допускаемая температура горючего ТВЭЛ | 
| ˚ С | справ. данное | ||
| Условие теплотехнической надёжности | ≤
|
Примечание к 2.3.2.
Предельно допустимое значение температуры для UO2 =2800˚ С
| Продолжение таблицы 2.7 |
= 
Качественный график распределения температуры горючего
2.3.3. Расчёт запаса по кризису теплообмена
Таблица 2.8
| № | Наименование величины | Обозна чение | Размер ность | Расчётная формула | Числ. знач. |
| Теплота парообразования | r | кДж/кг | f(Pт) – справ. данное | ||
| Относительная энтальпия потока в сечении Z | X(Zi) | - | 
| ||
| Критический тепловой поток | qкр(Zi) | МВт/м2 | 
| ||
| Коэффициент запаса по кризису теплообмена | Ккр(Zi) | - | 
|
Примечание к п. 2.3.3.:
1) Коэффициент запаса по кризису теплообмена должен быть 
2) Все значения, полученные в ходе расчёта запаса по кризису теплообмена (п.п. 2, 3 и 4), свести в единую таблицу
| № участка i | qкр(Z), МВт/м2 | Ккр(Z) | X(Z) |
| . . . |
По полученным результатам в координатах q-Z и K-Z строим графики зависимостей qкр(Z), Ккр(Z) и q(Z)- данные из предыдущей таблицы. Все построения произвести в одной координатной плоскости.
Заключение
По результатам сравнения рассчитанных температур с предельно допустимыми делается заключение о степени теплотехнической надёжности активной зоны.