Тепловой расчет реактора (стр. 2 из 3)

q_max = q_F·K_v = 0.509·3.094 = 1.575 МВт/м²

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

Теплота парообразования теплоносителя R = 931.2 кДж/кг

Температура воды на линии насыщения t_s = 347.32 °C

Величина паросодержания теплоносителя в центральной точке реактора x_кр = =

= -0.2782

q_кр(8) =

= 1.347·3.599^0.5549·е^0.⁴¹⁷³ = 4.161 МВт/м²

3.2.5. Критический тепловой поток кризиса первого рода для труб диаметром 2r_q

q_кр(2r_q) =

= 3.901 МВт/м²

3.2.6. Коэффициент запаса по критической нагрузке.

n_зап =

= 2.477

3.3. Расчёт максимальных температур оболочки ТВЭЛа и материала топливного сердечника.

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

q_l,0=

= 4.503·10^-2МВт/м

3.3.2. Коэффициент теплоотдачи от стенки к теплоносителю.

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

Эквивалентный диаметр сечения для прохода воды d_экв =

= 6.851·10^-3м

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=

=3.685·10⁴Вт/м²К

3.3.3. Перепад температуры между оболочкой ТВЭЛа и теплоносителем в центре реактора.

Δθ_а0 =

= 40.61°С

3.3.4. Координата в которой температура на наружной поверхности оболочки ТВЭЛа максимальна.

Z^*=

=0.4287м

3.3.5. Максимальная температура наружной поверхности оболочки ТВЭЛа

= 351.7 °C

3.3.6. Температурный перепад в цилиндрической оболочке ТВЭЛа

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

Δθ_об0 =

= 43.55 °С

3.3.7. Температурный перепад в зазоре ТВЭЛа

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

Δθ_з0 =

= 18.52 °С

3.3.8. Температурный перепад в цилиндрическом сердечнике

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

Δθ_с0 =

= 1261 °С

3.3.9. Перепад температур между теплоносителем и топливным сердечником

Δθ_с = Δθ_а0+ Δθ_об0 + Δθ_з0 + Δθ_с0 = 42.46 + 43.55 + 18.52 + 1261 = 1366 °С

3.3.10. Максимальная температура топливного сердечника

= 1674 °C

3.4 Определение области допустимых значений m и q_v

Исходные данные для расчёта по программе WWERTR

1. Тепловая мощность реактора [МВт] 2. Давление в реакторе [МПа]3. Перепад температур воды [°C]4. Радиус топливного сердечника ТВЭЛа [м]5. Внутренний радиус оболочки ТВЭЛа [м]6. Внешний радиус оболочки ТВЭЛа [м]7. Шаг решетки [м]8. Размер кассеты “под ключ” [м]9. Размер ячейки [м]10. Толщина оболочки кассеты [м]11. Эффективная добавка отражателя [м]12. Число ТВЭЛов в кассете [шт]13. Температура воды на линии насыщения [°С]14. Теплота парообразования [кДж/кг]15. Теплоемкость воды [кДж/кг·К]16. Теплопроводность воды [Вт/м·°С]17. Кинематическая вязкость воды [м²/с]18. Число Прандтля19. Плотность воды [кг/м³]20. Теплопроводность оболочки ТВЭЛа [Вт/м·°С]21. Теплопроводность газа в зазоре ТВЭЛа [Вт/м·°С]22. Теплопроводность двуокиси урана [Вт/м·°С]23. Удельное энерговыделение [кВт/л]24. Относительная высота активной зоны25. Расч. скорость воды [м/с]26. Расч. коэффициент запаса27. Расч. координата точки с мак. темп. оболочки [м]28. Расч. мак. температура оболочки ТВЭЛа [°С]29. Расч. мак. температура сердечника ТВЭЛа [°С]

N = 1664.84 P = 15.2Δt = 31r₁ = 3.8·10^-3r₂ = 3.9·10^-3r_q = 4.55·10^-3а¢¢ = 12.75·10^-3а¢ = 0.238 а = 0.242 δ = 1.5·10^-3δ₀ = 0.1n_ТВЭЛ= 331t_s = 344R = 1020.9C_p = 5.433λ = 556.658·10^-3ν = 1.21·10^-7

Pr = 0.905

ρ_в = 724.4λ_об = 23.9λ_з = 30.5λ_с = 2.7q_v = 100 m = 0.995 W_т = 4.345 n_зап = 2.699 Z^*= 0.333 t

= 343.957 t

= 1623.37

Результаты расчёта по программе WWERTR.

№

m^*

D_АЗ

W_т

n_зап

Z^*

м/с

°С

q_v = 50.0 кВт/л

0.800

1.004

1.203

1.409

1.608

4.602

4.267

4.018

3.812

3.647

2.754

3.204

3.614

4.015

4.386

3.433

3.731

3.990

4.234

4.451

0.546

0.699

0.850

1.007

1.160

345.5

342.1

339.7

337.8

336.3

1016.8

1013.4

1010.5

1007.7

1005.2

q_v = 75.0 кВт/л

0.802

1.006

1.201

1.405

1.611

4.018

3.726

3.512

3.333

3.184

3.614

4.202

4.730

5.253

5.755

2.707

2.941

3.141

3.332

3.510

0.413

0.530

0.645

0.766

0.889

351.4

347.2

344.2

341.9

340.0

1343.5

1339.7

1336.2

1332.7

1329.3

q_v = 100.0 кВт/л

0.804

1.001

1.209

1.405

1.604

3.647

3.390

3.184

3.028

2.897

4.386

5.076

5.755

6.362

6.950

2.290

2.482

2.662

2.817

2.962

0.339

0.433

0.533

0.630

0.729

356.2

351.5

347.9

345.3

343.2

1662.9

1659.0

1654.7

1650.7

1646.7

q_v = 125.0 кВт/л

0.801

1.005

1.213

1.411

1.605

3.390

3.143

2.953

2.807

2.689

5.076

5.905

6.692

7.405

8.067

2.009

2.183

2.341

2.479

2.602

0.289

0.372

0.459

0.543

0.627

360.5

355.1

351.1

348.2

346.0

1976.9

1972.6

1967.8

1963.2

1958.7

q_v = 150.0 кВт/л

0.806

1.010

1.206

1.412

1.609

3.184

2.953

2.784

2.641

2.528

5.755

6.692

7.529

8.365

9.126

1.812

1.969

2.102

2.231

2.345

0.256

0.330

0.402

0.479

0.555

364.0

358.3

354.2

350.9

348.4

2286.2

2281.8

2276.9

2271.4

2266.1

m = 0.8

Тепловой расчет реактора (стр. 2 из 3)

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

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

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

Pr = 0.905

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

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

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