Файл: Лабинский Ю.В. Корабельные ядерные реакторы учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.07.2024
Просмотров: 97
Скачиваний: 0
ееченни канала., определяемо* координатой £т^ (коор дината точки закипания). 5 дальнейшее при движении теплоносителя в канале идет процесс кипения без повыше ния температуры.
Координата точки закипания ножет быть найдена из
следущих условий. Количество, тепла, |
воспринимаемого |
|
на зкояонайзернон участке канала, равно |
|
|
= |
■ |
<П5) |
*Количество теила, воспринимаеиого на испарительион участке, определяется по формуле
Qucn =£»('<■ с ') > |
(Ііб ) |
|
где 3 ) * - количество пара, |
генерируемого |
в канале, |
к г /ч . Количество |
тепла, восиряпмаеного |
|
на экоиоиайзерном участке, иохет быть опре |
||
делено такие из |
соотнонения |
|
Совместное решение уравнений (ІІ5 ) и (ІІ7 ) оярѳдѳляѳі нолехвние координаты точки закипания теплоносителя.
В кипящей ядернои реакторе на тепловик нейтронах генерация тепла иохет быть принята пропорциональней потоку тепловых нейтронов в данной точке активной зо ны. Наличие кипения в активной зоне приводит к измене ние пористости замедлителя. Поэтечг те<яив закон изме нения тепловнделе&ия по высоте канала монет быть уста новлен только в результате выполнения ряда последова-
100
гедышх, деталивх фЕОюсв-нейтрошгах н тепловых расче тов реактора.
Ввиду того что предельнее значение паресодерханжа ограничивается величиной 20$?, при выполнении предзекмзяого расчета реактора захон изменения потока тепловых нейтронов по оси и радиусу реактора иногда принимается таким хе, как и в некнпяцем реакторе [ і ] . Отклонен» действительного распределения потока тепловых нейтронов от принятого в атом случае нохят быть учтено путей вве дения в расчетные формулы соответствуй !! коэффициентов запаса.
Координата сеченая канала, в которой начинается ки нем е воды, в этой случае может быть найдена из выраже ния
Количество тепла Q |
, входянѳе |
в ( І І 8 ) , |
легко на |
ходится из условия |
|
|
|
= |
( L ~c* .g) |
■ |
(II9 ) |
Так как температура теплоносителя на эконокайзерном участке непрерывно пѳвниаѳтся, то при условии, что
Q3K< &ис п і ках это обычно имеет место в кнпяцнх ре
акторах, максимальные температуры оболочки и ядерного горючего на этом участке будут иметь место в точке за
кипания, т .ѳ . |
|
_ |
|
( О |
" - <Ч Q“ßcH £ ‘ « о % я |
; |
|
|
2 |
«ЧАт) |
(Х20) |
|
|
|
ІОІ
На испарительном участке температура теплоносктеля не
■эженяѳтся к равна теняературе насыщения |
t $ . |
При косинусоидальном законе изменения |
тепловыделе |
ний по высоте реактора перепад температур между оболоч кой и теплоносителем на этом участке будет также ме няться но закону космнуса, м температура теплоносите
ля на испарительном участке при |
03ң < Qucn опреде |
лится формулой |
|
|
|
|
|
0,15 |
(122) |
где |
П |
- |
периметр |
ІВЭЛ в сборке \ |
|
|
рт |
- |
давление |
теплоносителя в канале, хг/см^. |
|
|
Зависимость (122) |
получена в предположении, |
что |
коэффициент теплоотдачи на испарительном участке опре деляется по формуле [ I ]
^ucn Зрт |
0,15- 0,7 |
(123) |
* |
Значение максимальной температуры ядерного горюче го на испарительном участке, может быть определено по
102
Перейден далее к расчету объемного паросодержания. На нспарнтѳльнон участке канала ждет процесс парообра зованія. Количество пара, гѳнеркруемого на этом участ
ке до сечення канала с координатой z , равно
г
|
|
|
а и сп |
|
|
(125) |
|
|
|
|
|
----- > |
|
|
|
|
|
|
|
г |
|
|
|
где |
|
|
|
|
|
|
|
О 2 |
к х |
Q K |
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
' |
(126) |
|
и сп |
2sC” ( ß J z ) |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||
Как известно, |
расходное |
паросодерхаяие |
ß |
опреде |
|||
ляется формулой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
oD' |
|
|
|
|
|
ß |
- |
н 7f~ |
,,I_ It |
|
(127) |
|
|
|
|
|
|
|
||
Так как |
зависит от координаты |
сечення |
канала, то |
||||
и коэффициент |
ß |
будет меняться по высоте канала. |
|||||
Если в |
(127) |
подставить |
значение |
<Z>n |
из |
(125), |
то получим значение объемного паросодерхания как функ
цию координаты з |
: |
|
|
|
|
|
||
а |
- |
1 |
|
|
ИЛИ |
|
' |
|
|
|
|
|
|
|
£ _ |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кJ |
|
|
|
|
|
|
г |
где |
- текучая |
кратность |
циркуляции для сечения |
|||||
|
|
канала |
с координатой |
z |
. |
|||
|
Доля |
сечения |
канала |
f |
, |
занятая паром, зависит |
||
от |
относительной |
скорости |
пара. |
|
|
|||
|
Для |
вертикальных труб |
существует |
зависимость мекду |
103
долей сечення |
f |
|
, занятой |
парой, |
в |
сбъеывнн расход |
||||||
ным паросодержаниеи, |
которая |
для |
ß |
« 0 - 0 , 9 имеет |
||||||||
вид |
[і] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
- |
c |
ß . |
|
|
(128) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Наиболее простую зависююсть для определения коэф |
|||||||||||
фициента предлоххл Арманд: |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
c = { o , m + o , o s e 9 f ) , |
(129) |
|||||||
где |
р |
- давление |
теплоносителя, |
кн/н^. |
||||||||
|
Для |
определѳння постоянной с |
могут вепольэоватяся |
|||||||||
более точнне я |
в |
то хе |
вреяя |
более |
сложнее ферѵувн. |
|||||||
|
С учетом (128) к (129) доля сечення канала, занятая |
|||||||||||
паром, |
определится внраженяем |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
f |
г |
0,Ш*0,05і$р |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
~тя |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
(K'-Vj!+1 |
|
|
OS0) |
||||
|
Среднее я&росодерханяе по каналу монет быть найде |
|||||||||||
но нутеж янтегрярованяя |
f |
|
|
по дднхе испарительного |
||||||||
участка: |
|
|
|
>и |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
, |
L |
f |
ä . |
|
|
|
||
|
|
|
|
(J = |
|
-Т-Ъ___________ . |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(ІЗ І) |
|
Среднее значение |
f |
|
монет бяті |
определено по |
|||||||
зпюрѳ паросодержания |
|
f “ |
. й&з&ВЕая |
эпюра строятся |
||||||||
для |
следующих зхачеииХ |
г |
і |
|
|
|
|
т о *
2) в |
- |
Oj |
<f |
определяется |
по формуле (ІЗО), в |
|||
которой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 г |
Gr *in( ß J j ) |
|
||
|
|
|
|
Q«si” ( ß c eT.3) |
(132) |
|||
3) для |
|
н |
* |
|
|
|
|
|
3 ~~2 |
У опРе^бляется по той хе формуле |
|||||||
(76) прж значении |
к3 - к |
, где |
ң |
- кратность цирку |
||||
ляции теплоносителя |
в реакторе. |
|
|
|
||||
Среднее объемное паросодѳрхание для активной зоны |
||||||||
lfa |
должно рассчитываться |
с учетом наличия неки |
||||||
пящего водяного |
замедлителя вне |
рабочего |
канала: |
|
|
(133) |
?■* |
- |
сечение рабочего канала, занятое водой) |
где |
||
.яг. |
- |
сечение ячейки, занятое водой. |
При проверке условия отсутствия кризиса кипения в кипящем реакторе величина критической теилевей нагруз
ки ножет рассчитнваться по формулам (79), |
(81). При ив- |
|
пользовав« |
этих формул величина расходного ларесодер |
|
жания х |
должна приниматься равней ~ |
> |
|
*2 |
уменьпается |
Критическая тепловая нагрузка ^ |
но длине канала, достигая кинжального значения |
на вы |
||||
ходе из |
кагала, х .е . ярн |
г = |
.Н а выходе |
из |
канала |
- к |
Тепловая нагну » а |
0 * |
довимтае? |
своего |
|
|
|
7 л -* |
|
|
|
105
максимального |
значения |
в сечении канала с координатой |
|
г = 0. Кризис |
кипения |
будет отсутствовать при условии |
|
о 2 ^ n Z |
для любого сечения канала. |
||
І к р |
y t i z |
|
|
§ 15. Тепловой расчет ядерного реактора на стадии эскизного проектирования
После выполнения предэскизного теплового расчета производится физико-нейтронный расчет реактора. В про цессе этого расчета уточняется распределение потока ней тронов по высоте и радиусу реактора с учетом наличия в активной зоне компенсирующих устройств и других погло тителей, а также с учетом неравномерного выгорания ядерного горючего. При работе ядерного реактора в про цессе кампании ядерное горючее выгорает неравномерно по объему реактора. Распределение потока нейтронов в реакторе при его работе не остается неизменным, а не прерывно изменяется. Поэтому тепловой расчет реактора должен производиться с учетом изменения распределения энерговыделения по объему активной зоны. Для этого в
процессе физико-нейтронного расчета реактора определяет ся пространственное (по радиусу и высоте) распределение энерговыделения на ряд долевых от продолжительности кам пании моментов времени. По серии кривых У’ = Ф(х) и
ф -4?f ( z ) строится огибающая, которая определяет
максимальные значения энерговыделений в рабочих каналах. Эта кривая и берется за основу расчета.
Для выполнения теплового расчета на стадии эскизно го проектирования необходимо разбить рабочие каналы ак
тивной зоны в радиальном направлении на группы |
(зоны), |
в каждой из которых мощности отдельных каналов |
одинако |
106
вы. Это разбіеніе производится і соответствии с кривой распределения потока нейтронов по радіусу реактора.
Количество зон зав ісіт от форіы кривой изменения нейтронного потока. Иного зон принимать не следует,так как в этой случае услохняется распределение расходов теплоносителя по зонам. Обычно принимается от трех до
пяти зон.Тепловая нагрузка рабочего канала в L-й зоне будет определяться выражением
с - |
Ъ 0? ™ ; , |
“ |
ö 3 , ) |
где °р(-г ). - относительное значение потока нейтронов в і -й зоне $
^- доля тепла, выделявшаяся в канале;
Qp - тепловая мощность реактора}
- число рабочих каналов в і -й зове.
Бкачестве относительного значения потека нейтронов
ві -й зоне принимает поток нейтронов, соответствующий среднему радиусу зоны. В этом случав длс рабочих каналов, расположенных на других радиусах зоны, тепло вая мощность будет либо несколько занижаться, либо за вышаться .
Кривая распределения потока нейтронов по радиусу реактора строится в относительных единицах, значение потока нейтронов на оси реактора обычно принимается рав ным единице. Тогда знаменатель в (134) будет представ лять собой суммарный относительный потов нейтронов для
реактора в целом, а отноиеннѳ |
2 Y z ){- - |
сред |
него доле тепла, выделяющегося |
в одном канале I -й |
зо- |
НН* |
|
|
107