2.2.3. Разработка схемы твс

Таблица 2.4

№	Наименование величины	Обозначение	Размерность	Расчётная формула	Числ. знач-ие
1	2	3	4	5	6
1	Проходное сечение ТВС		м^2
2	Средняя температура ТН	Тср	˚С
3	Средний удельный объём ТН	Vср	м^3/кг	f(Рт;Тср)
4	Средняя скорость теплоносителя	Wср	м/с
5	Площадь поверхности теплообмена для всех ТВЭЛов реактора	Fто	м^2
6	Средний тепловой поток	qср	МВт/м^2

Примечание к 2.2.3:

п.4 - средняя скорость теплоносителя W_ср должна быть в интервале (1÷4) м/с.

п.6 – в ВВРД средний тепловой поток не должен превышать (0,4÷0,6) 10⁶ Вт/м².

2.2.4. Гидравлическое профилирование активной зоны

Таблица 2.5

№	Наименование величины	Обозначение	Размерность	Расчётная формула	Числовое значение
1	2	3	4	5	6
1	Эффективная добавка	δэф	-	см. п.2.1.4.
2	Эффективная высота АЗ	Нэф	м	НАЗ+2δэф
3	Эффективный диаметр АЗ	Dэф	м	Нэф
4	Коэффициент неравномерности распределения тепловыделения по радиусу АЗ	Kr	-
5	Коэффициент неравномерности распределения тепловыделения по высоте АЗ	Kz	-
6	Объёмный коэффициент неравномерности тепловыделения	Kv	-
7	Максимальный тепловой поток	qmax	МВт/м^2
8	Средняя тепловая мощность ТВС	Qср	МВт

Продолжение таблицы 2.5

1	2	3	4	5	6
9	Тепловая мощность центральных рабочих каналов	QЦРК	МВт
10	Расход ТН через ЦРК	GЦРК	кг/с
11	Скорость ТН в ЦРК	WЦРК	м/с

Примечание к 2.2.4.

п.11 - Диапазон скоростей ТН в ЦРК составляет (2÷4) м/с.

2.3. Проверка теплотехнической надёжности активной зоны

2.3.1. Расчёт максимальной температуры оболочки твэл

Таблица 2.6

№	Наименование величины	Обозначение	Размерность	Расчётная формула	Числовое значение
1	2	3	4	5	6
1	Энтальпия кипящей воды		кДж/кг	f(Pт;ts) – справ. данное, [8]
2	Периметр теплообмена ТВЭЛ в сборке и кожуха ТВС	Пт	м
3	Эквивалентный диаметр пучка ТВЭЛ	dэкв	м
4	Плотность воды при средней температуре ТН		кг/м^3
5	Удельный объём кипящей воды		м^3/кг	f(Pт) – справ. данное, [8]
6	Плотность кипящей воды		кг/м^3
7	Удельный объём сухого насыщенного пара		м^3/кг	f(Рт)– справ. данное, [8]
8	Плотность сухого насыщенного пара		кг/м^3

Продолжение таблицы 2.6

1	2	3	4	5	6
9	Распределение теплового потока по высоте ТВЭЛ	q(Zi)	кВт/м^2
	число участков разбиения ТВЭЛ по высоте	i	-	принято (например 20)
	Высота соответствующего участка	Zi	м
10	Энтальпия ТН, при которой температура оболочки постоянна		кДж/кг
11	Периметр теплообмена ТВС		м
12	Энтальпия ТН по длине ТВС	iт(Zi)	кДж/кг	См. примечание к табл. 2.6
13	Полное поперечное сечение ТВЭЛ в пучке	SТВ	м^2
14	Плотность решётки стержней		-
15	Коэффициент заполнения пучка ТВЭЛ		-
16	Эффективный диаметр	d	м
17	Кинематическая вязкость		м^2/с	f(Tср;Pт) – спав. данное, [8]
18	Критерий Re	Re	-

Продолжение таблицы 2.6

1	2	3	4	5	6
19	Критерий Pr	Pr	-	f(Tср;Pт) – спав. данное, [8]
20	Теплопроводность ТН			f(Tср;Pт) – спав. данное, [8]
21	Коэффициент теплоотдачи
22	Термическое сопротивление теплоотдачи
23	Удельная теплоёмкость ТН	Ср
24	Координата точки по длине ТВЭЛ, в которой достигается maxтемпература оболочки	ZОБ	м
25	Максимальная температура оболочки ТВЭЛ		˚С	См. примечание к табл. 2.6
26	Допускаемая температура оболочки ТВЭЛ		˚С	См. примечание к п. 2.3.1
27	Условие теплотехнической надёжности			≤

ПРИМЕЧАНИЕ к п. 2.3.1

1. i_т(Z_i)=

2. =

3. Значения коэффициента теплопроводности материалов

Таблица 2.7

Материал оболочки	Температура,˚С
	200	300	400	500
Цирконий	19,3	20,1	20,5	20,9
Нержавеющая сталь	17,6	18,8	21,4	23,0

5. Значения коэффициента теплопроводности ядерного топлива

UO₂ ( λ_топл. ), вт/м·град

Таблица 2.8

	Температура,˚С
	500	1000	1500	2000	2500	2800
UO2	4,4	3,0	2,3	2,4	3,2	3,7

5. Предельно допустимые значения температур оболочек, изготовленных из нержавеющей стали=(360÷380)˚С.

6. Зона по высоте делится на некоторое число участков и для каждой из промежуточных точек определяется q(Z_i), ,i_т(Z_i).

7. Все значения, полученные в ходе расчёта максимальной температуры оболочки ТВЭЛ (п.п. 9, 10 и 12), для удобства дальнейшего пользования необходимо свести в единую таблицу

№ участка i	1	2	3	……	i
Z, м
q (Z), кВт/м^2
iпк(Z), кДж/кг
iт(Z), кДж/кг

По полученным результатам в координатах i-Z строим графики зависимостей i_пк(Z) и i_т(Z), по которым определяем, происходит ли теплообмен между ТН и ТВЭЛ без поверхностного кипения. (рис. 2.5)

8. Если поверхностное кипение имеет место, то рассчитывается коэффициент теплоотдачи в области поверхностного кипения и температура оболочки.

Рис 2.3. Распределение температур в ТВЭЛ

Рис 2.4.Качественный график распределения температур по высоте зоны

Рис. 2.5. Определение границ участка поверхностного кипения