Выбор реактора-прототипа
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт – Энергетический институт
Направление – Атомные электрические станции и установки
Кафедра – Атомные и тепловые электростанции
«ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ТОПЛИВА»
Индивидуальное домашнее задание №3
по курсу «Физика ядерных реакторов»
Вариант № 26
Выполнил студент гр.5001 Старовойтов Н.М.
Подпись, дата
Проверил Кузьмин А.В.
Подпись, дата
Томск – 2014
Выбор реактора-прототипа
Таблица №1
Исходные данные к расчету урано-водной решетки
№ варианта
| Qт, МВт
| dтвэл, мм
| а,мм
| Тип решетки
| Вид топлива
| С5, %
| Тср, 0С
| Рвых, МПа
| Толщина
оболочки
твэл
|
| 2029,5
|
|
| Т
|
| 2,6
|
| 12,5
| 0,6
|
Все необходимые для расчета данные возьмем из индивидуального задания №2. В качестве прототипа возьмем реактор ВВЭР–1000. Для дальнейшего расчета необходимо рассчитать энергонапряженность активной зоны, которая соответствует нашей тепловой мощности и количеству ТВС, взятому из прототипа. Полученная энергонапряженность должна попасть в интервал 75 – 110 МВт/м3. Следует учесть, что малому обогащению топлива соответствует малая энергонапряженность для достижения достаточно долгой работы реактора между перегрузками, также решетка твэлов очень разреженная.
Некоторые характеристики реактора ВВЭР–1000:
Общее число мест (nмест) – 331;
Число ТВЭЛов (nтвэл) – 312;
Число ПЭЛов (nпэл) – 18;
Центральные каркасные трубки (далее ЦКТ) (nд) – 1;
Толщина оболочки ( ) – 0,6 мм;
Толщина водяного зазора между ТВС ( ) – 2 мм;
Размер ТВС под ключ (Sключ) – 234 мм;
В индивидуальном задании №2 для заданной решетки твэлов получено:
Общее число мест (nмест) – 331;
Число ТВЭЛов (nтвэл) – 312;
Число ПЭЛов (nпэл) – 18;
Центральные каркасные трубки (далее ЦКТ) (nд) – 1;
Толщина оболочки ( ) – 0,6 мм;
Толщина водяного зазора между ТВС ( ) – 2 мм;
Размер ТВС под ключ (Sключ) – 296 мм;
Температура теплоносителя для ВВЭР 1000 составляет:
на входе Твх = 289 ºС;
на выходе Твых = 320 ºС;
Давление теплоносителя Р = 12,5МПа Тнас = 327.8ºС, т.е. запас по температуре до кипения недостаточен, по давлению теплоносителя ориентируемся на реактор ВВЭР 440.
Температура теплоносителя, взятая из [3]:
на входе Твх = 269 ºС; на выходе Твых = 300 ºС;
Найдем объем активной зоны, приняв энергонапряженность равной 75 МВт/м3:

Найдем количество ТВС:

На один сантиметр высоты приходится обьем ТВС

=3530мм, ориентируясь на ТВС ВВЭР 1000 [2].

Эквивалентный диаметр активной зоны
= = 3,13м

Рис.1. Активная зона с тетрагональной решеткой
Уточняем объем активной зоны и энергонапряженность:

Рассчитанная энергонапряженность с учетом малого обогащения топлива и разряженной решетки незначительно отличается от оптимальный интервал значений. Поэтому принятое число ТВС считаем верным.
Расчет эффективной температуры топлива в общем случае требует численного решения многомерной задачи. Для оценки эффективной температуры топлива в стержневых твэлах можно воспользоваться полуэмпирической формулой: ,
где максимальная температура на поверхности топливного стержня,
максимальная температура в центре топливного стержня.
Не учитывая выделения тепла в замедлителе, найдем средний по реактору поверхностный тепловой поток или поверхностный тепловой поток вкассете средней мощности:

1 | 2 | 3 | 4 | Поиск по сайту:
|