1. Основные характеристики реактора и исходные данные для расчета.

Тип реактора ВВЭР–1200

Электрическая мощность N_эл, МВт 1200

Тепловая мощность Q_т, МВт 3200

Теплоноситель и замедлитель вода (Н₂О)

Конструкционные материалы сплав Н-1

Среднее энерговыделение q_v, МВт/м³ 110

Тип ТВС ТВС-2М

Топливо UO₂

Форма ТВС шестигранные

ТВЭЛы стержневые

Обогащение Х₅ 4,6%

Температура теплоносителя:

• на выходе из активной зоны t_вых, ⁰С 330

• средний подогрев теплоносителя, 30

Давление в реакторе на выходе из активной зоны Р, МПа 16

Число ядер бора N_B, яд/см³ 7·10¹⁹

Полное число стержней в ТВС 331

Шаг решетки b_р, мм 12,75

Число ТВЭЛов в ТВС, n_твэл 312

Число трубок-кластеров, n_кл 18

Число центральных трубок 1

Размеры пучка стержней:

наружный диаметр оболочки ТВЭЛа d^н_твэл, мм 9,1

толщина оболочки ТВЭЛа δ_об, мм 0,65

толщина газового зазора δ_г.з., мм 0,1

наружный диаметр топливной таблетки d_т.т, мм 7,6

диаметр центрального отверстия в таблетке d_ц.о, мм 1,4

наружный диаметр трубок-кластеров d_кл, мм 12,6

толщина оболочки трубок-кластеров δ_кл, мм 0,85

наружный диаметр центральной трубки, d_ц.т., мм 13,3

толщина оболочки центральной трубки δ_ц.т., мм 0,85

Отношение высоты активной зоны к её диаметру, ε 1,15

2. Определение геометрических параметров ячейки.

При проведении расчетов реальная (гексагональная) решетка заменяется на эквивалентную круглую решетку той же площади.

Зона ″0″- топливо

Зона ″1″ - теплоноситель (замедлитель)

Зона ″2″ - оболочка ТВЭЛа и газовый зазор

Рис. 13 – Расчетная модель ячейки

Поскольку диаметр ТВЭЛа гораздо меньше его длины, то расчеты можно производить на единицу высоты ТВЭЛа.

2.1 Объем активной зоны (АЗ):

2.2 Диаметр АЗ:

м, где ɛ - отношение высоты АЗ к ее диаметру.

По найденному значению диаметра находим площадь АЗ:

2.3 Размер кассеты «под ключ»:

=

,

где n_ряд – число рядов ТВЭЛ в кассете, n_ряд=21;

bp – шаг решетки, bp= 12,75 мм;

– толщина чехла кассеты, =0, т.к. на ВВЭР-1200 используются ТВС шестигранной формы без чехла.

2.4 Число кассет в активной зоне

где - технологический зазор между двумя кассетами, принимаем .

2.5 Проходное сечение для теплоносителя в межкассетном пространстве:

2.6 Проходное сечение кассеты:

- наружный диаметр центральной трубки;

- наружный диаметр кластера;

– число направляющих трубок для органов регулирования.

2.7 Проходное сечение АЗ:

2.8 Объем АЗ, занятый водой (считается на единицу высоты):

Принимаем, что в кластерах воды нет:

м³

2.9 Объем АЗ, занятый топливом:

- топливная таблетка

= =1,4 мм – диаметр центрального отверстия таблетки;

= =

где - толщина оболочки ТВЭЛа,

– толщина газового зазора.

2.10 Водоурановое отношение: