Конструирование ядерного реактора начинают с определения объема и размеров активной зоны.
Обьем : Vа.з.=Qт/qv cр.
Qт - заданная тепловая мощность реактора;
Qv – средняя мощность тепловыделения в единице объема активной зоны.
Чем выше средняя мощность тепловыделения, тем меньше размеры активной зоны. Но с ростом qv увеличиваются температуры всех элементов активной зоны.
Как правило, активная зона реактора имеет цилиндрическую форму. При определении высоты активной зоны Н и ее диаметра D задаются соотношением
Н=BD. Минимальной утечке нейтронов с поверхности активной зоны соответствует значение В=0,9
После чего
определяем экстраполированные размеры активной зоны
D’=D+2бR H’=H+2бz
бR и бz – эффективные добавки в радиальном и осевом направлениях.
Затем необходимо выбрать форму и основные геометрические параметры тепловыделяющей сборки. Это, прежде всего, диаметр и число твэлов, диаметр топливной таблетки, толщина оболочки, шаг решетки, тепловыделяющих стержней, диаметр всей сборки, если она имеет цилиндрическую форму, или размер под ключ, если шестигранную. После этого определяются необходимые для дальнейших тепловых и гидравлических расчетов геометрические характеристики сборки: ее площадь поперечного сечения, проходное сечение, обогреваемый периметр, а также площадь поперечного сечения ячейки fяч, при нахождении которой учитываются зазоры между сборками, а в случае графитовых реакторов и площадь прилегающего к сборке графитового замедлителя. Число ячеек в активной зоне реактора определяется по соотношению
Большая часть ячеек заняты тепловыделяющими сборками, но часть из них может использоваться для регулирующих и аварийных стержней, для введения контролирующей аппаратур.
Теплогидравлич расчет активной зоны ядерного реактора
при заданной тепловой мощности Qт начинают с определения расхода теплоносителя
Температура теплоносителя на входе в активную зону Твх выбирается из условия получения максимального КПД для всей стадии в целом. Температура на выходе из активной зоны Твых определяется, главным образом, соображениями безопасной работы реактора. Так, для реакторов, охлаждаемых водой под давлением, она ограничена температурой насыщения и условием не возникновения кризиса кипения. В р еакторах с газовым теплоносителем температура на выходе ограничивается максимально допустимой температурой оболочек твэлов или топливного сердечника. Нагрев теплоносителя в активной зоне (Твых-Твх) при ее охлаждении водой составляет обычно 30-40 градусов, а при охлаждении газом 200-400 градусов.
Для выравнивания нагрева теплоносителя, протекающего по различным каналам активной зоны, при неравномерном тепловыделении по радиусу обычно применяют профилирование расхода теплоносителя, стремясь получить расходы теплоносителя, пропорциональные выделениям в каналах. В этом случае средний расход теплоносителя через канал
Gk ср.=G/N, N-число каналов в активной зоне.
А максимальный расход через наиболее нагруженный канал
(Gk)макс=kG G/N KG –коэффициент неравномерности распределения теплоносителя по радиусу.
На практике и выделяемая в сборках мощность, и расход теплоносителя в различных каналах активной зоны могут существенно различаться. Но это не означает, что необходимо проводить тепловой расчет всех рабочих каналов активной зоны. Обычно тепловой расчет выполняется для наиболее теплонапряженных сборок, а также сборок, находящихся в наиболее неблагоприятных в отношении охлаждения условиях.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.