Задачи теплового и гидравлического расчетов. Выбор геометрических параметров активной зоны, страница 3

1 — главный циркуляционный насос; 2 — реактор; 3 — парогенератор; 4 — питательный насос; 5 — сепаратор и подогреватель; 6 — турбина; 7 — генератор; 8 — сухая градирня; 9 - переливной бассейн; 10 - система очистки воды для охлаждения конденсатора; 11 - насос контура охлаждения конденсатора; 12 - конденсатор; 13 — подогреватель.

МИНИСТЕРСТВО  OБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

 ВОЛЖСКИЙ ФИЛИАЛ

 (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Теплоэнергетический факультет.

Курсовой проект

по курсу

“Ядерные реакторы”.

“Теплогидравлический расчёт реактора типа ВВЭР-1000”.

г. Волжский 2001г.


Введение.

Водо-водяные энергетические реакторы без кипения воды в активной зоне доминируют среди других типов реакторов, эксплуатируемых в мире, в том числе и у нас в стране. Этот же тип реакторов (PWR- Pressure Water Reactor) используется преимущественно в атомной энергетике США, Франции, Германии и ряда других стран.

У нас в стране после пуска головного блока в 1980 г. вышли в серию блоки АЭС с ВВЭР-1000. Его активная зона размещена в цилиндрическом толстостенном корпусе, диаметр которого, включая размеры подводящих и отводящих патрубков, не превышает 4,5 м. Схема подвода и отвода теплоносителя остаётся прежней с восходящим движением через активную зону. Общим является и то, что активная зона состоит из плотной упаковки циркониевых шестигранных ТВС, набранных из стержневых ТВЭЛов. Однако, ТВС в ВВЭР-1000 имеет заметно больший размер в поперечнике (размер шестигранника под ключ составляет 234 мм) и соответственно большее число стержней. В отличие от ВВЭР-440 в ВВЭР-1000 шестигранная ТВС бесчехловая, что обеспечивает перемешивание теплоносителя в радиальном направлении, а также предотвращает возможность больших перепадов давления в аварийных ситуациях, что может в конечном итоге привести к заклиниванию ТВС.

В ВВЭР-1000 используются принципиально другие органы СУЗ. Вместо подвижных поглощающих сборок здесь применено кластерное регулирование. Всего в ТВС 331 стержень, из них 312 ТВЭЛов, 18 направляющих трубок для ПЭЛов, одна центральная каркасная трубка. Все 18 подвижных поглощающих стержней имеют один общий привод. В ВВЭР-1000 используются электромагнитные приводы с шаговым двигателем. Охлаждение приводов СУЗ в ВВЭР-1000- воздушное. При использовании кластеров отпала необходимость в вытеснителях, т.к. при их перемещении объём воды в активной зоне не изменяется. Это позволило уменьшить размер корпуса по высоте.

В данном курсовом проекте выполнен поверочный расчёт реактора ВВЭР-1000. Задача поверочного расчёта заключается в определении основных теплотехнических параметров при известном конструкционном оформлении реактора и заданной мощности.

Основные приближения и допущения:

1.  Законы сохранения записываются в одномерной формулировке.

2.  Начальные участки тепловой и гидравлической стабилизации считаются пренебрежимо малыми.

3.  Обмен количеством движения, массой и энергией между ячейками ТВС не учитывается. Считаем, что гидравлической разверки по сечению ТВС нет.

4.  Влиянием органов регулирования и компенсации реактивности на профиль энерговыделения пренебрегаем.

5.  Объёмное энерговыделение в топливной композиции единичного ТВЭЛа считаем неизменным в тангенциальном и радиальном направлениях.


Теплогидравлический расчёт реактора типа ВВЭР-1000.

Основные характеристики и исходные данные для расчёта:

Тип реактора: ВВЭР-1000.

Тепловая мощность: Q, МВт.

Теплоноситель и замедлитель: некипящая вода.

Конструкционные материалы: сплав на основе циркония.

Среднее давление теплоносителя на входе в активную зону: Р, МПа.

Температура теплоносителя на входе в активную зону: Tin, .

Энтальпия теплоносителя на входе: lin Дж/кг.

Средний подогрев теплоносителя в активной зоне: .

Средняя удельная теплоёмкость в интервале температур : сР, Дж/кг.

Удельная энергонапряжённость активной зоны: qv, Вт/м.

Топливо: диоксид урана.

Форма ТВС: шестигранная.

Размер между центрами шестигранных ТВС: hsell, м.

ТВЭЛы: стержневые.

Решётка: треугольная.

Шаг решётки: s, м.

Полное число стержней в ТВС: nst.

Число ТВЭЛов в ТВС: n.