АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Расход теплоносителя, т/с 8.29

Читайте также:
  1. Анализ использования материальных ресурсов в производстве. Соблюдение норм расхода материалов
  2. Анализ общей суммы расходов
  3. Анализ расходной части регионального бюджета
  4. Анализ финансирования деятельности и исполнения сметы расходов учреждений образования.
  5. Бюджет расходов.
  6. В полном объеме на расходы текущего периода
  7. Взаимосвязь выручки, расходов и прибыли (анализ безубыточности).
  8. Виды норм расхода топлива для автомобилей общего назначения.
  9. Внереализационные расходы
  10. ГРАДУИРОВКА РОТАМЕТРА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОДА ВОДЫ
  11. Группировка расходов организации, учитываемых при формировании налоговой базы по налогу на прибыль организаций
  12. Дотация - бюджетные средства, предоставляемые бюджету другого уровня бюджетной системы РФ на безвозмездной и безвозвратной основах для покрытия текущих расходов (ст. 6 БК РФ).

 

В конструкции активной зоны и внутрикорпусных устройств предусматривается размещение органов регулирования и компенсации избыточной реактивности. В отечественных водо-водяных реакторах первого поколения используются подвижные поглощающие сборки. В серийном варианте ВВЭР-440 общее число сборок равно 349, из них 37 поглощающие. В поглощающих сборках размещены боросодержащие элементы, являющиеся сильными поглотителями. Дополнительно для компенсации избыточной реактивности в водо-водяных реакторах используется жидкостное борное регулирование. Перегрузка топлива в таких реакторах производится после отключения нагрузки и остановки реактора. Перегрузка реактора этого типа на ходу трудноосуществима.

 

1.3 Конструкции тепловыделяющих элементов.

ТВЭЛы и ТВС ядерного реактора — один из наиболее ответственных его узлов. Они находятся в зоне максимальных температур и облучения и работают в наиболее тяжелых условиях. В то же время выход из строя (разгерметизация ТВЭЛ) приводит к опасным последствиям - выходу радиоактивных продуктов деления в контур теплоносителя. Поэтому одна из основных задач при конструировании ядерного реактора - создание надежных ТВЭЛ.

Конструкция и материалы ТВЭЛ и ТВС должны обеспечивать их надёжную работу при высоких плотностях энерговыделения и при больших глубинах выгорания. ТВЭЛ также выполняют функции барьеров безопасности, предотвращающих выход высокоактивных продуктов деления в теплоноситель.

При выборе конструкции ТВЭЛ и его размеров необходимо учитывать следующие соображения:

1) чем больше отношение поверхности к объёму, тем меньше напряжён­ность единицы поверхности ТВЭЛ;

2) с возрастанием отношения поверхности к объёму ТВЭЛ уменьшаются
размеры активной зоны, но одновременно возрастает доля конструкционных
материалов, снижаются прочностные и вибрационные характеристики ТВЭЛ;

3) поперечные размеры ТВЭЛ должны уменьшаться с увеличением температуры теплоносителя и тепловых потоков, а также с уменьшением теплопроводности топлива;

4) конструкция и размеры ТВЭЛ существенно влияют на параметры
размножающей среды и загрузку топлива в реактор.

В зависимости от геометрической формы различают ТВЭЛы: блочковые, стержневые, кольцевые, трубчатые, пластинчатые, ленточные, шаровые, призматические. Чаще всего применяются ТВЭЛ ы стержневой и трубчатой формы (реже пластинчатые) в оболочках из сплавов на основе алюминия, железа, циркония, а высокотемпературные ТВЭЛ ы - в керамической оболочке.

Обычно ТВЭЛ состоит из топливного сердечника, оболочки, отделяющей сердечник от теплоносителя и замедлителя, и концевых деталей, герметизирующих полость сердечника. Внутри оболочки предусматривают свободные объёмы для компенсации разности термических расширений сердечника и оболочки и для сбора газообразных продуктов деления. Для металлического урана этот зазор необходим ещё для компенсации увеличения объёма при работе. Обычно зазор не превышает (0,05-0,2) мм. Для улучшения теплопередачи зазор заполняют газами или жидкими металлами. Кроме радиального зазора, необходимо предусмотреть газовые полости, в которых накапливаются газообразные продукты деления (в основном, атомы ксенона и криптона). Эти полости могут быть выполнены в виде осевого зазора, расположенного на конце ТВЭЛ (за пределами активной зоны), или в виде отверстия по центру сердечника, распределенного по длине, либо в форме углублений на стыках таблеток, из которых состоит сердечник.

Выбор типа ТВЭЛ и его размеров целесообразно проводить по прототипам. В данной работе выбран ТВЭЛ стержневой формы с наружным охлаждением, прототипом служил ТВЭЛ реактора ВВЭР-440 (см. рисунок 1.1).

 

 

1.4 Ядерное топливо

Как уже отмечалось выше, ТВЭЛ состоит из топливного сердечника, размещаемого в герметичной оболочке. В водо-водяных реакторах в качестве ядерного топлива используется диоксид обогащенного урана (UO2). Недостаток диоксида урана - его сравнительно низкая теплопроводность, что приводит к большим градиентам температур по сечению топливной таблетки. Это в конечном итоге влияет на прочностные характеристики ТВЭЛ. Однако, предельно допустимая температура такого сердечника составляет около 2800 °С и соответствует точке плавления UO2. Надо отметить, что до температуры плавления диоксид урана не имеет никаких фазовых переходов.

Топливные таблетки изготавливаются из порошка UO2 методом спекания в форме цилиндров размером по высоте 2-3 диаметра. Таблетки, как правило, имеют центральное отверстие диаметром 1.4-1.6 мм, которое служит дополнительным объемом для скопления газообразных продуктов деления и несколько снижает температуру в центре.

Металлическое урановое топливо наиболее выгодно, т.к. при большом содержании элемента с делящимся нуклидом, высокой плотности и хорошей теплопроводности оно позволяет получать большую энергонапряженность в активной зоне. Однако ему присущие ряд серьёзных недостатков: малые допускаемые выгорания из-за значительного измерения размеров и геометрической формы вследствие фазового перехода из -фазы и -фазы, наступающего при 662°С, ограничения по рабочей температуре, обусловленные радиационным ростом и газовым распуханием, интенсивное коррозионное взаимодействие при контакте с водой, паром, углекислым газом приводит к тому, что металлическое топливо имеет ограниченное применение.

Для преодоления указанных недостатков применяют легирование урана молибденом. Сплавы урана с высоким содержанием молибдена (9-10% по весу), кроме того, имеют улучшенную коррозионную стойкость при повышенной температуре и большую устойчивость в условиях радиационной и тепловой нагрузки. Из-за очевидных недостатков металлического топлива в последние годы в энергетических реакторах широко используется керамическое топливо. В настоящее время ведутся работы по использованию МОХ-топлива в энергетических реакторах. Применение МОХ-топлива в тепловых и быстрых реакторах объясняется тем, что мировые запасы U235 ограничены и обеспечение топливом ядерной энергетики на длительный период невозможно без привлечения других делящихся (воспроизводящих) материалов.

 

1.5 Материалы оболочек тепловыделяющих элементов.

Так как оболочки ТВЭЛ работают в наиболее трудных условиях одновременно длительного воздействия высоких температур и полей облучения, тепловых потоков, давления, коррозионного действия теплоносителя, топлива и продуктов деления к ним предъявляют жёсткие требования:

а) малое сечение поглощения нейтронов;

б) механическая прочность и неизменность формы под действием; температурного и радиационного воздействия;

в) высокая теплопроводность;

г) коррозионная и эрозионная стойкость в теплоносителе и совместимость с ядерным топливом;

д) материал оболочки ТВЭЛ не должен взаимодействовать с ядерным топливом и теплоносителем во всем диапазоне рабочих температур.

Оболочки ТВЭЛ для водо-водяных реакторов изготавливаются из металлических трубок, выполненного из сплава на основе циркония. Трубки, заполненные таблетками из диоксида урана с торцов, герметизируются стальными наконечниками. Наконечники соединяются с циркониевой трубкой специальной сваркой. Внутренняя полость ТВЭЛ заполняется инертным газом гелием под небольшим давлением. Это, в частности, позволяет вести контроль герметичности оболочек. Сохранение герметичности ТВЭЛ предотвращает выход продуктов деления в теплоноситель.

В данном курсовом проекте в качестве оболочки используется сталь марки IXI8H9T. Состав стали IXI8H9T следующий: железо - 70,7%, хром - 18%, никель - 9%, титан - 0,8%, марганец - 1,5%. Плотность стали - 7,884 г/см3. Толщину стальной оболочки выбирают, исходя из условий обеспечения достаточной прочности. Она составляет 0,2-0,6 мм. Нержавеющие стали обладают высокой механической прочностью, коррозионной стойкостью, хорошими технологическими свойствами. Сталь этой марки относится к хромоникелевым нержавеющим сталям. Эта сталь показала хорошую совместимость с различными видами ядерного топлива.

 

1.6 Топливные кассеты и сборки.

Кассета - это строго определенное количество ТВЭЛ, конструктивно объединенных между собой, с обеспечением условий эффективного тепловыделения и теплоотдачи, а так же оперативной замены, предусмотренной правилами эксплуатации.

Кассета состоит из следующих частей:

1) Рабочая часть - ТВЭЛ ы, свободно размещенные в узлах дистанцирующих решеток;

2) Несущий каркас - состоит из продольных труб (или одной трубы) с поперечными дистанцирующими решетками. Размеры и конструкция каркаса определяется расчетной долей конструкционного материала в активной зоне реактора;

3) Концевые детали - головка и хвостовик, служащие для захвата при перегрузке и крепления в активной зоне;

4) Тонкостенный чехол служит для направления движения теплоносителя и позволяет регулировать его расход по кассетам, если это требуется.

Если кассета размещена в отдельном канале, то чехол не требуется, и она представляет собой тепловыделяющую сборку (ТВС).

Несущий каркас ТВС может быть выполнен в виде центральной несущей трубы с закрепленными на ней дистанцирующими решетками. В трубе при этом могут размещаться датчики СУЗ, либо дросселирующие вставки, регулирующие расход теплоносителя в межтвэльном пространстве.

ТВС реактора ВВЭР-440 состоит из верхней головки, корпуса и хвостовика. Корпус шестигранной формы размером под ключ 144 мм. Толщина стенки корпуса ТВС, выполненной из сплава циркония, - около 2 мм. Внутри шестигранной трубы имеются две концевые решетки, в которых закрепляются своими концами стержневые ТВЭЛы.

В данном курсовом проекте в качестве прототипа ТВС взята ТВС реактора ВВЭР-440. Стенка корпуса ТВС сделана из стали марки IXI8H9T. Толщина стенки корпуса равна 1.5 мм. Ячейка проектируемого реактора приведена на рисунке 1.2.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.)