Файл: Лабинский Ю.В. Корабельные ядерные реакторы учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.07.2024
Просмотров: 105
Скачиваний: 0
тивной зоне, а следователи«, я распределен!« тепловндѳденнй по объему реактера.
Обычно при проектирования ядерного реактора после довательно выполняются несколько тепловых и физико-яей- тронных расчетов. Для окончательного результата последо вательность этих расчетов безразлична. Однако на стадии предэскнзного проектирования указанный порядок оказыва ет существенное влияние на объеи расчетных работ по отысканию оптишльного варианта. Поэтому размеры актив ной зоны реактора на начальной стадии проектирования целесообразно находить из его теплового расчета. В этом случае задачей физико-нейтронного расчета будет являться определение начальной загрузки ядерного горю чего и его обогащения, обеспечивающих заданную длитель ность кампании.
На стадии предэскнзного проектирования ядерный ре актор с отражателями нейтронов при выполнении теплового расчета можно свести к реактору без отражателей путем добавления к размерам активной зовы соответствующих ве личин эффективных добавок. В таком реакторе максималь ная величина тепловыделений будет иметь место в цен тральном канале на оси реактора. Этот канал и может быть принят в качестве расчетного. Тепловая нагрузка
расчетного канала в к ъ раз |
превышает |
среднюю тепло |
|
вую нагрузку рабочих каналов |
реактора, |
где |
- коэф |
фициент неравномерности тепловыделения по радиусу реак тора.
Если ядерный реактор имеет одноходовую по теплоно сителю активную зону, то в топловом расчете должны быть найдены такие размеры реактора, при которых температура оболочек ТВЭЛ, температура ядерного горючего или запас по критической тепловой нагрузке не выходит за допусти-
80
вне пределы. Тепловой расчет в этой случае колет бить
выполнен в |
|
таков последовательности. |
|
|
|
||||||
1 . Задаѳися нескольким значенмямм_средней скорос |
|||||||||||
ти теплоносителя в рабочих каналах |
и/г |
, н /сек . |
|
||||||||
|
2 . Для к ак о го |
из принятых значений и>т |
находил |
||||||||
плоцадь сечения рабочих канаков, необходимую для про |
|||||||||||
хода |
теплоносителя, |
по формуле |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
•5 г |
0-Г Ѵт |
Z |
|
(8 8 ) |
|||
|
|
|
|
|
|
С О т |
|
|
|||
|
|
|
|
3 6 0 0 |
|
|
|
|
|||
где |
Ц- |
- |
средний удельный |
|
объем теплоносителя, |
опре |
|||||
|
|
деляемый по давлению теплоносителя |
р_ |
и |
|||||||
|
|
|
|||||||||
|
|
|
средней температуре теплоносителя в реакто |
||||||||
|
|
|
ре |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, 8 |
х |
, |
іыи- |
|
|
|
|
|
|
|
t т |
t T |
+ |
t T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
(89) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
3 . |
|
По площаді поперечкого |
сечения |
рабочих каналов |
||||||
находим число рабочих каналов |
в ядернон реакторе |
|
|||||||||
|
|
|
г Р « |
$ * к |
’ |
|
|
(90) |
|||
где |
р.К |
- площадь поперечного |
сечения |
рабочего |
кан |
||||||
б т |
|
||||||||||
|
|
|
нада, |
занятая |
теплоносителем (рис. 1 5 ). |
||||||
|
4. |
|
По числу каналов |
и площади поперечного |
еечовия |
||||||
одной ячейки находим площадь поперечного сечения активывой зоны по формуле
б |
81 |
где |
5ЯЬ |
- площадь ячейки. |
|
|
|
|
|
5 . |
По площади поперечного сечения ахтивяой зоны |
||||
ределяен ее |
диаметр |
|
|
|
|
|
|
|
оЭа і |
О, 785 |
|
|
(91) |
|
|
|
6 . Высота активной зоны |
|||
|
|
|
для корабельных ядерных реак |
|||
|
|
|
торов выбирается равной 0 ,8 - |
|||
|
|
|
1,2 диаметра активной зоны. |
|||
|
|
|
7 . Исходя из заданной теп |
|||
Рис. 15. Ячейка энерге |
ловой мощности реактора и по |
|||||
лученного |
числа рабочих кана |
|||||
тического |
ядерного ре |
лов, определяем |
средние |
теп |
||
|
актора |
ловую нагрузку |
рабочего |
кана |
||
|
|
|
||||
|
|
|
ла |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(92) |
|
8. |
Так как тепловая нагрузка ядерного реактора ог |
||||
раничивается предельными значениями температур матери |
||||||
алов |
активной зоны или предельными |
значениями тепловых |
||||
нагрузок, а для "голого" реактора предельные температу ры и нагрузки имеют место в центральном рабочем канале реактора, то в качестве расчетного принимаем канал,рас положенный на оси реактора. Тепловая нагрузка для этого канала может быть найдена из соотноиения
р а с г |
(93) |
= К х а р.к |
82
где к г - коэффициент неравномерности тепловыделения по радиусу реактора.
В ядерном реакторе без отражателей нейтронов коэф фициент неравномерности тепловыделения к т может быть принят равным коэффициенту неравномерности потока нейтронов.
Для цилиндрического реактора с отражателями со всех сторон указанный коэффициент неравномерности тепловыде
ления может быть |
определен |
по формуле |
||||||
|
|
|
|
|
1405 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
<Р9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(9*0 |
где |
R |
- |
радиус активной зоны; |
|||||
|
3Г? |
- |
эффективная |
толщина бокового отражателя |
||||
|
|
(эффективная добавка). |
||||||
|
|
|
||||||
|
Эффективная добавка |
|
S. |
может быть или приня |
||||
|
|
|
|
|
|
|
э/рср |
|
та |
по прототипу, |
или подсчитана по приближенным форму |
||||||
лам. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для водо-водяных реакторов может быть использована |
|||||||
следующая формула: |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
9>ч +аніа |
|
||
|
|
|
|
|
|
ОС |
(95) |
|
|
|
|
|
|
L .г° |
нг° |
||
где |
Л |
, |
/ |
|
- |
объемная |
доля и плотность воды |
|
|
О |
* |
U п2О |
|
в активной зоне. |
|||
|
|
|
|
|
|
|||
|
Для ядерных реакторов с твердым замедлителем эффек |
|||||||
тивную добавку можно определить |
по формуле |
|||||||
83
|
|
|
; |
(96) |
|
|
|
|
|
где |
J |
- |
толщина отражателя} |
|
|
<2*г |
- |
длина диффузии тепловых нейтронов для мате |
|
|
|
|
риала отражателя. |
|
|
9 . |
|
Пропорционально тепловым нагрузкам распределя |
|
ся |
■ количество теплоносягеля по рабочим каналам, что |
|||
бы можно было снять расчетное количество тепла. Для то го чтобы пропустить расчетное количество теплоносителя,
его |
скорость для центрального канала должна быть |
|||||||
|
|
|
|
pac t |
___ |
”' свк |
' |
(97) |
|
|
|
|
Ш Г |
= к г ш т |
|||
Соответственно расход теплоносителя через этот канал |
||||||||
будет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/* ^ |
|
|
(98) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
£ * |
- |
средний расход теплоносителя через |
рабо |
||||
|
|
|
чий канал активной |
зоны. |
|
|
||
|
10. |
Далее для каждого значения расчетной |
скорости |
|||||
определяется |
термическое |
сопротивление |
теплоотдачи |
|||||
|
|
|
R |
~ — |
п х г Р/ккал |
У |
(99) |
|
|
|
|
* |
ы.5 |
|
|
|
|
где |
об |
- |
коэффициент теплоотдачи к теплоносителю, |
|||||
ккал/м2 • ч°'С;
5- нернметр теплообмена теплевнделящих эле ментов .
81»
