Файл: Лабинский Ю.В. Корабельные ядерные реакторы учеб. пособие.pdf

В свою очередь, в этою выражении vß - удельный объем пароводяной смеси, рассчитанный по обьемиоиу расходному наросодержанию:

При сильном изменении удельного объема пароводяное снеси весь участок объемного кипения разбивается на мелкие участки, на каждой из которых удельный объем смеси принимается постоянным. Расчет сопротивления про­ изводится для каждого такого участка, а затем находится суммарное гидравлическое сопротивление всего участка объемного кипения.

Полное падение давления в канале определяется как сунна потерь на участках без кшіеиия м с кипением.

Потера давления на выходе из канала определяются по формуле

(153)

где 32 - проходное сечение канала)

N

%іыХ- коэффициент местного сопротивления на вы­

(145) и (153) приведены в книге Я.И.Клѳмина и М.М.Стри­ гулина [б] .

Перейден далее к рассмотрению методов гидравлическо­ го профилирования актхвіой воны ядѳриого реактора.

поли

о

П : (155)

При таком профилировании обеспечивается равенство температур теплоносителя на выходе из наиболее теплона­ пряженных каналов каждой гидравлической зоны.

3. Гидравлическое профилирование может также выпол­ няться таким образом, чтобы запасы по критической теп­ ловой нагрузке для всех зон были одинаковы. Расходы теплоносителя по зонам и каналам находятся в этом слу­ чае методом последовательных приближений. При таком ме­ тоде профилирования на распределение расходов теплоно­ сителя по каналам оказывает влияние характер распреде­ ления потока нейтронов не только по радиусу, но и по высоте активной зоны реактора.

4 . Расход теплоносителя по зонам можно распределять также, исходя из условия получения равных максимальных температур оболочек или ядерного горючего во всех зонах реактора. Этот способ профилирования иироко использует­ ся в реакторах с газовым охлаждением.

5 . Наиболее правильным является профилирование, обеспечивающее равную теплотехническую надежность (см. § 17) всех гидравлических зон. Расходы теплоноси­

теля по каналам в этом случае находятся методом после­ довательных приближений.

Окончательный выбор того или иного метода гидравли­ ческого профилирования может быть сделан только в ре­ зультате анализа многовариантных раснетов ядерного ре­ актора. Для водо-водяных реакторов в настоящее время гидравлическое профилирование обычно осуществляется по принципу I и 2.

ІІ5

§ 17 . Современные методы оненки теплотехнической

работоспособности активных зон корабельных ялерных реакторов*'

При проектировании первых реакторов теніературный р ен т ТВЭЛ проворился проведежжен теплового н гждродяжамического расчетов активных вон на номинальном режиме работ ндерного реактора. В этих расчетах первоначаль­ но не учихмвахжсь отклонения конетрукмионянх н режнмннх параметров, а танке неточность расчетных формул. В несведущем методв расчета теплотехнической работоспо­ собности активных зон корабелмнх ядѳрннх реакторов былн существенно усовершенствованы.

В 1965 г . для нроведенял тенлогщдравлнчесхнх расче­ тов реакторов бала введена отраслевой нормаль "РЯ-65", в которой намла отражение "вродельнам методика" расчета теыотехннчесхой надежности реактора. В 1968 г . вннда книга А.I.Еленина, І.Х.Стригулина "Некоторые вопросы надежности лдерннх реакторов", в которой бндн изложены основные яолохонмс теория надежности лдерннх реакторов н д а т рекемѳяданяи во расчету "теплотехнической надеж­ ности" актнвних зон реакторов. В настоящее врѳмж терпи •теплотехническая надежность" активной вони заменен тершпем "хендотехяжчѳская работоспособность", как бе­ лее отвечащнм сущности проводимых расчетов.

В написании § 17 принимал участие сжуматоль-дмпжо- манх А.В.Назаренко.

II6

Ё і А - —

Определяющие параде три ж определяющие Фтнкпии активной зоны

Под технической работоспособностью активной зоны реактора повивается безотказность ее работа на опреде­ ленных режимах и в определенных условиях эксплуатации. Безотказная раЛ та активной зоны обеспечивается с теп­ лотехнической точки зрения определенным температурным режимом ТВЭЛ.

Парапет]«, определяющие температурный режим ТВЭЛ и характеризующие теплотехническую работоспособность зоны, называются определяющими. Значения этих парамет­ ров, при которых происходит выход активной зоны из строя, называются критическими.

Для обеспечения теплотехнической работоспособности зоны необходимо, чтобы значения определяющих парамет­ ров в любом канале реактора не превьгаали критических в течение всего времени его эксплуатации. Это условие мо­ жет быть записано в следующем виде:

z- текущая координата по длине активной части канала.

Функция J-j , представляющая собой минимальный от­ носительный запас до критического значения j -го опре­ деляющего параметра в канале активной зоны, называется определяющей функцией активной зоны. Если ввести обоз­ начение

117

•бнчяо является удельный іевлевой поток. Онрѳделящая функция в »тон случае будет

Онрѳделящая функция активной зоны реактора пред­ ставляет собой функцию конструкционных и рехниннх пара­

урана, коэффициент неравномерности распределения топли­ ва во высоте и сеченип ТВЭЛ);

II8

ля допуска, установленного для кахдого параметра. Фак­ тические значения параметров каналов активной зоны яв­ ляются либо случайными величинами, либо стационарной случайной функцией времени x i t ) .

Случайные отклонении конструкционных параметров ре­ актора от номинальных значений по своей природе и х а ­ рактеру делятся на технологические и эксплуатационные.

Технологические отклонении характерны для кон­ струкционных параметров. Они обусловлены неточностями, возникающими в процессе изготовления, сборки, монтажа реактора и его элементов, чистотой материалов (отсут­ ствием прннесей, вкраплений), а также неточностью изме­ рения отдельных параметров и тарировки каналов.

Величины технологических отклонений закладываются до начала эксплуатации и остаются постоянными в тече­ ние всего периода эксплуатации реактора.

Эксплуатапиоиине отклонения могут иметь место как для режимных, так и для конструкционных параметров. Эксплуатационные отклонения режимных параметров могут вызываться колебаниями расхода теплоносителя, пульса­ циями скорости теплоносителя, вибрациями установки и другими причинами. Амплитуда таких колебаний режимннх параметров обычно порядка І £ . Основную погреиность в величины режимных параметров вносит конечная точность измеряющих приборов. Эксплуатационные отклонения режим­ ных параметров по этой причине могут достигать десятка процентов от номинальных значений.

Эксплуатационные отклонения конструкционных пара­

119

ветров проявляются в виде взвененвя размеров, формы конструкціи! н свойств материалов мз-за радиационных по­ врежденій материалов, накопления осколков деления, на­ грева деталей активней зоны, отклонений на поверхности ТВЭЛ и т .д . При расчете теплотехнической работоспособ­ ности рекомендуется учитывать их как дополнительный фактор, увѳличиващий технологический разброс значений конструкционных парахетров (например, увеличивать до­ пуск на проходное сечение канала из-за образования на­ носа на ТВЭЛ).

Все эксплуатационные отклонения как рехинннх, так и конструкционных парахетров до начала эксплуатации ред­ актора отсутствуют.

К технологический отклонениям условно относят откло­ нения параметров реактора, обусловленные неточностью расчетных формул, экспериментальных зависимостей и кон­ стант.

Все технологические и эксплуатационные отклонения конструкционных и рехинннх параметров делят на общие и локальные.

Обиие отклонения происходят одновременно во всех каналах активней зоны, в одну и ту хе сторону, на отно­ сительно одинаковые величины.

Локальные отклонения возникают в отдельных ТВЭЛ, каналах. Величины этих отклонений в отдельных каналах нейду собой никак не связаны.

Общие случайные отклонения характерны для рехинннх параметров, локальные - для конструкционных.

Таким образом, для любого момента времени t от­ клонения всех параметров, определяющих теплотехническую работоспособность реактора, можно записать следующим об­ разом*

120

о

лТр = д 7^ = cows £ ,

где нндекс " л " означает локальные отклоненія, а индекс " 0 " - общие;

A F - отклонение поверхности теплосъена;

дй - отклонение тепловой мощности;

дв г - отклонение расхода твнлоноситол*;

др - отклонение давления теплоносителя;

дt gg, - отклонение температур* на входе в актявну* зону;

они я в л я е т с я аргументами определяемой функции (156), то и сана определяющая функция будет стационарной слу­

І2І