Инженерные расчеты теплогидравлических процессов в ядерном реакторе ВВЭР-100

Содержание .

Введение ………………………………………………………………………2

1) Исходные данные для расчета ……………………………………………3

2) Определение размеров активной зоны реактора ………………………..4

3) Теплогидравлический расчет ……………………………………………..7

4) Таблица расчетов………………………………………………………….12

5) Графики зависимости параметров от ………………………………..13

6) Заключение………………………………………………………………...19

7) Список литературы………………………………………………………..20

Введение.

Ядерные реакторы – это аппараты предназначенные для реализации цепной самоподдерживающейся реакции деления ядер урана. Водо – водяной корпусный реактор (Pressure Water Reactor) наиболее распространен на работающих АЭС. В этой работе приведен теплогидравлический расчет реактора ВВЭР –1000.

Цель работы:

-  закрепить знания по теплогидравлическим процессам в ядерном реакторе;

-  приобрести навыки в проведении инженерных расчетов этих процессов;

-  изучить конструктивные особенности элементов активной зоны и ядерного энергетического реактора в целом.

 Исходные данные для расчета .

Прототип реактора ......................................……............................ВВЭР-100 

Тепловая нагрузка .................................................................... Q_Т = 3000 МВт

Температура теплоносителя на входе в активную зону ......... t_вх = 288 ⁰С

Температура теплоносителя на выходе из активной зоны ......... t_вых = 315 ⁰С

Давление теплоносителя на входе в активную зону ..............Р_вх = 14 МПа

Топливо ..................................................................................……………. UО₂

                             1.Определение размеров активной

зоны реактора .

1.1  Объем активной зоны:                                                                             

          , м³ (1.1)

      где: q_v = 110 МВт/м³ – объемное энерговыделение;

         м³ .

1.2. Диаметр активной зоны :                                                                        

          , м (1.2)

      где: m = 1,12 для ВВЭР – 1000;

         м .

1.3. Высота активной зоны :                                                                          

     , м (1.3)

    м.

1.4.Площадь одной шестигранной ячейки:                                                

      , м (1.4)

   где: h = 0.234 м - размер шестигранной ячейки под ключ (принимается  по прототипу) ;

      м².

1.5.Число ячеек активной зоны:                                                                  

 , шт. (1.5)

шт.

1.6.Проходное сечение одной ячейки.

, м² (1.6)

      где:  м  - диаметр стержней ТВЭЛов ;

              - число ТВЭЛов в ТВС для ВВЭР – 1000;

            м – диаметр трубок поглощающих стержней ;

             м - диаметр центральной каркасной трубки ;

             - число трубок для поглощающих стержней для ВВЭР – 1000 ;

             - число каркасных трубок ;

    м².

1.7.Гидравлический периметр кассеты :                                                     

          , м (1.7)            

         м.

1.8. Гидравлический диаметр ТВС :                                                           

 ,м (1.8.)

м.

1.9.Тепловой периметр ТВС :                                                                   

, м (1.9)

м.

1.10. Тепловой  диаметр ТВС :                                                           

, м. (1.10)

м.

1.11 Высота активной зоны с учетом экстраполированной добавки :    

                , м (1.11)

        где:   м – учитывает длину диффузии в материале отражателя;

                м.

1.12.  Радиус активной зоны с учетом экстраполированной добавки :       

             ,м. (1.12)

м.

1.13.  Поверхность нагрева одного ТВЭЛа:

 ,м². (1.13)

м².

1.14.  Теплопередающая поверхность пучка ТВЭЛов в одной ТВС :

 ,м² (1.14)

 м².

1.15.     Полная теплопередающая поверхность ТВЭЛ в активной зоне:

 , м² (1.15)

 м².

1.16.  Число ТВЭЛов в активной зоне :                                                         

 , шт. (1.16)

шт.

1.17.  Объем горючего в активной зоне :                                                      

 , м³ (1.17)

            где мм – диаметр сердечника (таблетки)

                  мм – диаметр центрального отверстия

 м³.

2.  Определение теплогидравлических параметров

2.1. Принимаем число дистанционирующих решеток :

            шт.

2.2 Принимаем потерю давления на входе:          

          Ведя расчет методом последовательных приближений, окончательно принимаем Па.

2.3. Среднее давление теплоносителя по высоте АЗ: