Файл: Лабинский Ю.В. Корабельные ядерные реакторы учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.07.2024
Просмотров: 114
Скачиваний: 0
0
^7с К
27і Л 0$
-термическое сояротивленже теплопроводности в оболочке,я•ч -град/ккал*
г ъ л к
1
-термическое сопротивле ние теплопроводностя в контактной слое, м-ч гр ад/и ал $
|
|
|
|
|
|
- |
термическое сопротивле |
||
|
|
|
1 |
|
|
|
ние |
теплопроводностя в |
|
|
|
|
|
|
|
|
ндеряоя горячем, |
||
|
|
|
|
|
|
|
м-ч-град/ккалj |
||
|
|
■о5 |
коэффициент |
теплоотдачи от оболочки к теп |
|||||
|
|
лоносителя, |
ккал/я 2«ч-град; |
||||||
Л 0$> |
|
||||||||
|
коэффициент теплопроводности материалов |
||||||||
|
|
|
оболочки, контактного слон и ядерного го |
||||||
|
|
|
рячего. |
|
|
|
|
|
|
|
Складывая уравнения |
(6 4 ), |
получим соотношение между |
||||||
температурой |
на осм стержня |
t п |
в сеченин с координа |
||||||
той |
г |
я температурой |
теплоносителя в |
этом сеч е н о |
|||||
Л |
, т .ѳ . |
|
|
|
|
|
|
|
|
~Ьг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(65) |
Заменяя в этом выражено |
|
q * |
|
нэ |
(60) |
с учетом (62) |
|||
и нодставдяя |
значение t* |
|
из |
(6 3 ), получим |
|||||
|
Sx |
Д £ |
|
|
|
|
|
|
С0$ с г),(бб) |
. 4 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
53
где |
£ _ |
Q * |
- повнженже температуры теплоносжте- |
|||||
|
г |
С с; |
жя в |
реакторе |
(нагрев |
теплоносіте- |
||
|
|
|
хя). |
|
|
|
|
|
|
Прж последовательном исклвченп is |
формуле (66) |
||||||
термически сопротивленій |
^ |
, |
g * |
, |
ß** получи |
|||
|
|
|
|
|
А |
-А |
|
А |
соотвѳтствущне вкрахенм , |
определят« |
температуры на |
|||
поверхности блока ядерного |
горючего t } |
.н а внутрен- |
|||
ней |
.* |
н варухнеі |
,г |
* |
|
tK |
toS |
поверхностях оболочкж |
|||
ТВЭЯ. В частности, для определенія температуры оболоч- к і получается следущеѳ внрахенже:
я |
8л |
Л І г |
%S ~ t r * |
2 |
|
S in (ß ^ )
If
Si-n
ІП( Р с Т )
C°s(ß„ z) .
Я -f) (67)
Как відво is p ic. I I , npi хаспусоідалы » pacnpe-
делѳнп плотности тепловнделенжя по высоте канала те*- пература теплоносігелл будет ізіѳ н я іь с я по сжнусоідв, поскольку теплояосітель, "смывая” тепло "интегрирует“ крпув распределенмя тепловыделѳни.
іѳн элементе
54
Перепады температур в отдельных сдоях ТВЭЛ |
пропор |
|||
ціональны тепловой нагрузке ^ |
, поэтому по |
высоте |
||
канала они также изменяются косинусоидально. Кривые |
|
|||
t oS , t n |
получаются суммированием кривой |
t |
с |
|
косинусоидальными кривыми для соответствующих перепадов температур.
Вследствие этого в общем случае максимальные темпе ратуры ядерного горючего и оболочки ТВЭЛ имеют место не на выходе из реактора и не в центре реактора, а в некоторой точке, расположенной в верхней половине реак тора. Координаты сечений канала, в которых температура ядерного горючего или температура поверхности оболочки
будет максимальной, могут быть легко иайдѳны путем оп ределения максимума функций (б б ), (6 7 ). Применительно к ядерному горючему из (бб) находим
|
ob |
|
|
'C*tt -=0. |
|
откуда |
1 |
|
ц іа С Г - |
||
о5 _ к _ -і ' |
||
Аналогично для |
оболочки |
|
|
max. |
|
|
2 ob |
|
|
(68) |
|
|
(69) |
Из сравнения (68) и (59) видно, что коордѵя&ты для мак
симальных тзяператур оболочки ТВЭЛ и ядерного горючего различны.
Если в рабочем канале находится п 0 тепловыделяю-
щмх элементов стержневого |
типа, |
то |
в формулах для рас |
||||||||||
чета |
тежператур коэффициент пр* термических сопротнвле- |
||||||||||||
нша |
необходимо разделать |
на |
п0 |
, а |
внрахенкя |
(68) |
|||||||
ж(69) умножить на |
п 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
После |
определежол |
z max |
максимальная |
температура |
|||||||||
лдѳрного |
горш его |
и м |
оболочки может бить определена |
||||||||||
яо формулам (66) |
я |
(6 7 ). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Рабочим канал с пдастянчатши ТВЭЛ |
|
|
|||||||||
Геометрия пластинчатого тепловндѳлящѳго |
влемеята |
||||||||||||
с двухсторонним охлаждением показана на рис. |
12. |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Толщины |
оболочек |
, |
||||
|
|
|
|
|
|
контактного |
слоя |
|
|
и |
|||
|
|
|
|
|
|
ядѳрного |
горшего |
Sg |
и их |
||||
|
|
|
|
|
|
коэффициенты теплопроводно- |
|||||||
|
|
|
|
|
|
« ■ |
*oS |
» |
К |
* |
|
СЧИ- |
|
|
|
|
|
|
|
таем |
известными. Аналогично |
||||||
|
|
|
|
|
|
стержневому тепловиделяице- |
|||||||
|
|
|
|
|
|
му элементу |
будем принижать |
||||||
|
|
|
|
|
|
косинусоидальное |
|
изменение |
|||||
|
|
|
|
|
|
теплового нотока по высоте |
|||||||
|
|
|
|
|
|
реактора. Тогда иамѳненже |
|||||||
|
|
|
|
|
|
темнературн теплоносителя |
|||||||
|
|
|
|
|
|
по высоте рабочего канала |
|||||||
|
|
|
|
|
|
будет |
определяться форыулой |
||||||
Рис. 12 . Схема рабочего |
(6 3 ), |
а |
изменение |
темпера |
|||||||||
канала с пластинчатый |
тур ядерного горшего |
и обо |
|||||||||||
|
|
ТВЭЛ? |
|
|
|
дочек ТВЭЛ - формулами (66) |
|||||||
І-ядерное горш ее? 2 - |
|||||||||||||
контажтинй слов; З-обо |
и (6 7 ), |
поскольку |
они |
запи |
|||||||||
лонка |
|
|
|
|
саны в самом общем виде и |
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
56
справедливы для ТВЭЛ любой геометрии. Отличие в геомет рии тепловыделяющих элементов учитывается видом формул для соответствующих термических сопротивлений. Так, для пластинчатого ТВЭЛ
R - J - |
о5 |
’oB |
« SK |
, I Â L |
|
p =— — ■ |
|||
* S ы |
|
s |
* Лг 5 ’ |
V f S ’™ |
öS |
|
л оS ~ |
'' к |
|
где |
- смоченный периметр пластинчатого ТВЭЛ; |
|||
S03 ’ K > f y ~ соответственно толщины оболочки, кон тактного слоя и ядервого горючего.
Координаты максимальных температур ядерного горю чего и оболочки ТВЭЛ могут быть найдены из уравнений
(68) |
и (6 9 ), термические |
сопротивления в которвх |
вычис |
|
ляются |
по формулам (7 0 ). |
Если в рабочем канале находит |
||
ся |
п0 |
тепловыделяющих |
элементов (пластин), то |
при |
определении температур ядерного горючего и оболочек ко эффициент при термических сопротивлениях в формулах
для t |
необходимо поделить |
на |
п. |
, а числмщдоь |
|
_ |
я»аі |
___ |
*е |
и |
* |
формул для |
.? |
умножить иа |
, |
|
|
РабочО канал с кольпевижж тваж
Рассмотрим процесс передачи тепла от ядерного го рючего к охладителю в рабочих каналах с ТВЭЛ кольцево го типа. В рабочих каналах энергетических ядерннх реак торов могут размещаться как одиночные кольцевые тепло выделяющие элементы, так и сборки кольцевых ТВЭЛ. Рас смотрим прежде всего процесс передачи тепла от одиноч ного кольцевого ТВЭЛ с двухсторонний охлаждением.
Схема рабочего канала с одиночным кольцевым ТВЭЛ, охлаждаемым с обеих сторон теплоносителем, показана иа
57