Скорость теплоносителя в активной зоне реактора

3.1.14. Скорость теплоносителя в активной зоне реактора

сечение для прохода теплоносителя около одного ТВЭЛа SвТВЭЛ = 0.866·(a¢ ¢ )2-

-π·rq2 = 0.866·(12.75·10-3)2 – π·(4.55·10-3)2 = 7.574·10-5 м2

сечение для прохода теплоносителя в кассете Sвкас = SвТВЭЛ·nТВЭЛ = 7.574·10-5·331 = 2.507·10-2 м2

плотность воды при средней температуре и давлении в реакторе ρв = 713.2 кг/м3

Wт = = 5.046 м/с

Определение коэффициента запаса по критической тепловой нагрузке.

3.2.1. Коэффициенты неравномерности тепловыделения

Эффективная добавка отражателя δ0 = 0.1 м

Эффективная высота активной зоны Hэф = HАЗ + 2·δ0 = 3.376 + 2·0.1 = 3.576 м

по оси реактора: Kz = = 1.489

по радиусу активной зоны: Kr = = 2.078

3.2.2. Коэффициент неравномерности тепловыделения в объёме АЗ

Kv = Kz·Kr = 1.489·2.078 = 3.094

Максимальная величина тепловой нагрузки на единицу поверхности ТВЭЛа

Средняя тепловая нагрузка на единицу поверхности ТВЭЛа qF = = =0.509 МВт/м2

qmax = qF·Kv = 0.509·3.094 = 1.575 МВт/м2

Критический тепловой поток кризиса первого рода для трубы d = 8 мм

Теплота парообразования теплоносителя R = 931.2 кДж/кг

Температура воды на линии насыщения ts = 347.32 ° C

Величина паросодержания теплоносителя в центральной точке реактора xкр = = = -0.2782

qкр(8) =

=

= 1.347·3.5990.5549·е0.4173 = 4.161 МВт/м2

Критический тепловой поток кризиса первого рода для труб диаметром 2rq

qкр(2rq) = = 3.901 МВт/м2

Коэффициент запаса по критической нагрузке.

nзап = = 2.477

Расчёт максимальных температур оболочки ТВЭЛа и материала топливного сердечника.

3.3.1. Максимальное тепловыделение в центре реактора приходящееся на единицу высоты ТВЭЛа.

ql,0= = 4.503·10-2 МВт/м

Коэффициент теплоотдачи от стенки к теплоносителю.

Коэффициент теплопроводности теплоносителя λ = 548.3·10-3 Вт/(м·К) при температуре tcр

Эквивалентный диаметр сечения для прохода воды dэкв = = 6.851·10-3 м

Кинематическая вязкость воды. Для её определения необходимо найти динамическую вязкость. μ = 8.936·10-5 Па/с. ν = = 1.253·10-7 м2/с

Критерий Рейнольдса Re = = 2.759·105

Число Прандтля Pr = 0.9217

α==3.685·104 Вт/м2К

Перепад температуры между оболочкой ТВЭЛа и теплоносителем в центре реактора.

Δθа0 = = 40.61 ° С

Координата в которой температура на наружной поверхности оболочки ТВЭЛа максимальна.

Z*==0.4287м

Максимальная температура наружной поверхности оболочки ТВЭЛа

t= 351.7 ° C

Температурный перепад в цилиндрической оболочке ТВЭЛа

Коэффициент теплопроводности материала оболочки λоб = 24.1 Вт/(м·К)

Δθоб0 = = 43.55 ° С

Температурный перепад в зазоре ТВЭЛа

Коэффициент теплопроводности газа в зазоре λз = 30 Вт/(м·К)

Δθз0 = = 18.52 ° С

Температурный перепад в цилиндрическом сердечнике

Коэффициент теплопроводности в цилиндрическом сердечнике λс = 2.7 Вт/(м·К)

Δθс0 = = 1261 ° С

Перепад температур между теплоносителем и топливным сердечником

Δθс = Δθа0 + Δθоб0 + Δθз0 + Δθс0 = 42.46 + 43.55 + 18.52 + 1261 = 1366 ° С

Максимальная температура топливного сердечника

t = 1674 ° C