Реферат: Тепловой расчет реактора
⚡ 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
В данной работе решались следующие задачи:
— расчёт реактора при m = 1 и q v
= 100 и определение его экономичности и надёжности при учёте наложенных ограничений: 1.6 < n < 2.2,
2 < W т
<10 м/с, t об
< 350 о
С, t c
< 2300 о
С.
— нахождение области допустимых значений относительной высоты активной зоны m и удельного энерговыделения q v
(m = 0.8 … 1.6,
q v
= 50 … 150)при учёте наложенных ограничений: 1.6 < n < 2.2,
2 < W т
<10 м/с, t об
< 350 о
С, t c
< 2300 о
С.
— для выбранного варианта расчёт температуры сердечника, оболочки и теплоносителя по высоте активной зоны.
3. Тепловой расчёт реактора при m = 1 и q v
= 100 МВт/м 3
3.1. Определение размеров активной зоны реактора и скорости теплоносителя
3.2. Определение коэффициента запаса по критической тепловой нагрузке
3.3. Расчёт максимальных температур оболочки ТВЭЛа и материала
3.4. Определение области допустимых значений m и q v
3.5. Расчёт распределения температуры теплоносителя, оболочки и топливного
сердечника по высоте активной зоны реактора
Назначение и виды тепловых расчётов реакторов.
Тепловой расчет ядерного реактора является одной из необходимых составных частей процесса обоснования и разработки конструкции. Без него невозможны ни предварительные поисковые проработки, ни определение оптимальных проектных решений.
Тепловые расчеты обычно выполняются одновременно с гидравлическим и нейтронно-физическим расчетами реактора. В зависимости от задач, решаемых на том или ином этапе проработки конструкции, различают поисковые и поверочные расчеты
Поисковые тепловые расчеты проводятся в период определения основных конструктивных решений. При их выполнении, как правило, известны тепловая мощность реактора, распределение плотности энерговыделения, вид теплоносителя и его параметры все эти данные получают в результате нейтронно-физического расчета, а также тип и конструкция ТВЭЛов и кассет, определяемых техническим заданием на основе накопленного опыта проектирования, изготовления и эксплуатации. В результате определяются размеры активной зоны и других элементов реактора, находятся, а при необходимости уточняются параметры теплоносителя, определяются характерные температуры, выбираются конструкционные материалы и топливные композиции.
По мере разработки конструкции тепловые расчеты выполняются снова, но более детально, с учетом выбранных конструктивных решений, как для номинального режима, так и для работы на частичных нагрузках. Также обсчитываются тепловые режимы работы оборудования при переходных процессах при пуске, останове, изменении нагрузки, характерных как для штатных ситуаций, так и в аварийных случаях. Во всех этих случаях тепловой расчет носит характер поверочного, и его основной задачей является определение термодинамических характеристик теплоносителя и тепловых параметров характеризующих условия функционирования элементов ядерного реактора. Обеспечение надежной работы реактора в целом и его отдельных элементов, достижение высокой экономичности реакторной установки требует высокой точности определения теплотехнических параметров, что ведет к существенному усложнению всех видов расчетов, в том числе и теплового. Необходимость же их автоматизации приводит к созданию сложных программных комплексов, объединяющих тепловые, Гидравлические, нейтронно-физические и прочностные расчеты.
Настоящий метод ориентирован на использование несколько упрощенного теплового расчета, базирующегося на одномерном представлении протекания процессов тепло - и массообмена в одной ячейке активной зоны реактора.
Для выполнения теплового расчета водо-водяного энергетического реактора (ВВЭР) в соответствии с упрощенной методикой требуются исходные данные, условно подразделяемые на режимные и конструктивные,
Тепловая мощность ВВЭР N = 1664.87 МВт
Число ТВЭЛов в кассете n ТВЭЛ
= 331
Размер кассеты “под ключ” а¢ = 0.238 м
Толщина оболочки кассеты δ = 1.5·10 -3
м
Радиус топливного сердечника r 1
= 3.8·10 -3
м
Внутренний радиус оболочки r 2
= 3.9·10 -3
м
Внешний радиус оболочки r q
= 4.55·10 -3
м
4. Материал оболочки ТВЭЛов и кассет: 99% циркония и 1% ниобия
5. Топливная композиция: двуокись урана
3.
Тепловой расчёт реактора при
q v
= 100
МВт/м 3
и
m= 1
3.1.
Определение размеров активной зоны реактора и скорости теплоносителя.
3.1.1.
Температура теплоносителя на выходе из реактора
Принимаем из расчёта парогенератора
3.1.2.
Температура теплоносителя на входе в реактор
Принимаем из расчёта парогенератора
3.1.3.
Перепад температур теплоносителя между входом и выходом
Δ
t т
=
t вых
- t вх
= 314 – 283 = 31
°
С
3.1.4.
Температура воды на линии насыщения
Запас до температуры кипения δt = 30 °C
t s
=
t вых
+ δt = 314 + 30 = 344
°
C
3.1.6.
Расход воды (теплоносителя) на один реактор
средняя температура воды в реакторе t ср
= = 298.5 °C
средняя теплоёмкость воды C p
= 5.433 кДж/кг
Принимаем из расчёта парогенератора.
3.1.7.
Объём активной зоны реактора.
3.1.8.
Диаметр активной зоны реактора
3.1.9.
Число кассет в активной зоне
Площадь поперечного сечения ячейки: S яч
= 0.866·a 2
= 5.072·10 -2
м 2
т.к. дробное, то округляем его до ближайшего большего целого числа
N кас
= 179 шт. с последующим уточнением величин:
3.1.10.
Высота активной зоны реактора
H
АЗ
= m·D АЗ
= 0.993·3.4 = 3.376 м
Доля теплоты выделяемая в ТВЭЛах κ 1
= 0.95
Q
т
= κ 1
·N = 0.95·3064 = 2910.8
МВт
3.1.12.
Суммарная поверхность ТВЭЛ
F =
2·π·r q
·H АЗ
·n ТВЭЛ
·N кас
= 2·π·4.55·10 -3
·3.376·331·179 = 5719
м 2
3.1.13.
Расход теплоносителя через одну кассету
3.1.14.
Скорость теплоносителя в активной зоне реактора
сечение для прохода теплоносителя около одного ТВЭЛа S вТВЭЛ
= 0.866·(a¢¢) 2
-
-π·r q
2
= 0.866·(12.75·10 -3
) 2
– π·(4.55·10 -3
) 2
= 7.574·10 -5
м 2
сечение для прохода теплоносителя в кассете S вкас
= S вТВЭЛ
·n ТВЭЛ
= 7.574·10 -5
·331 = 2.507·10 -2
м 2
плотность воды при средней температуре и давлении в реакторе ρ в
= 713.2кг/м 3
3.2.
Определение коэффициента запаса по критической тепловой нагрузке.
3.2.1. Коэффициенты неравномерности тепловыделения
Эффективная добавка отражателя δ 0
= 0.1 м
Эффективная высота активной зоны H эф
= H АЗ
+ 2·δ 0
= 3.376 + 2·0.1 = 3.576 м
по радиусу активной зоны:
K r
= = 2.078
3.2.2.
Коэффициент неравномерности тепловыделения в объёме АЗ
K v
=
K z
·K r
= 1.489·2.078 = 3.094
3.2.3.
Максимальная величина тепловой нагрузки на единицу поверхности ТВЭЛа
Средняя тепловая нагрузка на единицу поверхности ТВЭЛа q F
= = =0.509
МВт/м 2
q max
=
q F
·K v
= 0.509·3.094 = 1.575
МВт/м 2
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
=
1.347·3.599 0.5549
·е 0.
4173
= 4.
161
МВт/м 2
3.2.5.
Критический тепловой поток кризиса первого рода для труб диаметром 2
r q
3.2.6.
Коэффициент запаса по критической нагрузке.
3.3.
Расчёт максимальных температур оболочки ТВЭЛа и материала топливного сердечника.
3.3.1. Максимальное тепловыделение в центре реактора приходящееся на единицу высоты ТВЭЛа.
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 -3
м
Кинематическая вязкость воды. Для её определения необходимо найти динамическую вязкость. μ = 8.936·10 -5
Па/с. ν = = 1.253·10 -7
м 2
/с
Критерий Рейнольдса Re = = 2.759·10 5
3.3.3.
Перепад температуры между оболочкой ТВЭЛа и теплоносителем в центре реактора.
3.3.4.
Координата в которой температура на наружной поверхности оболочки ТВЭЛа максимальна.
3.3.5.
Максимальная температура наружной поверхности оболочки ТВЭЛа
3.3.6.
Температурный перепад в цилиндрической оболочке ТВЭЛа
3.3.7.
Температурный перепад в зазоре ТВЭЛа
3.3.8.
Температурный перепад в цилиндрическом сердечнике
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
3.4
Определение области допустимых значений
m
и
q v
Исходные данные для расчёта по программе
WWERTR
1. Тепловая мощность реактора [МВт]
4. Радиус топливного сердечника ТВЭЛа [м]
5. Внутренний радиус оболочки ТВЭЛа [м]
6. Внешний радиус оболочки ТВЭЛа [м]
11. Эффективная добавка отражателя [м]
13. Температура воды на линии насыщения [°С]
14. Теплота парообразования [кДж/кг]
16. Теплопроводность воды [Вт/м·°С]
17. Кинематическая вязкость воды [м 2
/с]
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 зоны
27. Расч. координата точки с мак. темп. оболочки [м]
28. Расч. мак. температура оболочки ТВЭЛа [°С]
29. Расч. мак. температура сердечника ТВЭЛа [°С]
Результаты расчёта по программе
WWERTR.
Границы возможного диапазона значений q v
для каждого параметра (по графикам).
Прочерк в таблице означает, что максимальное или (и) минимальное значение величины находится за границами рассматриваемой области.
Знак " *
" означает, что ни одно значение не входит в накладываемые ограничения.
Анализ таблицы показывает, что при заданных начальных условиях не существует значений m и q v
,которые удовлетворяли бы наложенным ограничениям.
3.5. Расчёт распределения температуры теплоносителя, оболочки и топливного сердечника по высоте активной зоны реактора.
m = 1.4, q v
= 125
кВт/л.
При m = 1 и q v
= 100 получено, что данный пример не удовлетворяет условию экономичности n = 2.477 (1.6 < n < 2.2) и незначительно условию надёжности t об
= 351.7 o
C (t об
< 350 o
C).
При заданных начальных условиях характеристики теплоносителя и реактора, и поставленных ограничениях на скорость теплоносителя, коэффициент запаса, максимальную температуру оболочки и теплоносителя; области допустимых значений относительной высоты активной зоны m и удельного энерговыделения q v
(m = 0.8 … 1.6, q v
= 50 … 150) не существует. Во всех случаях кроме последнего (m = 1.6 и q v
= 150, здесь n> 2.2) не проходит по надёжности.
При расчёте температур по высоте активной зоны получено для m = 1.4 и q v
= 125: температура сердечника максимальна в середине высоты ТВЭЛа, температура оболочки максимальна на высоте z = 0.5, а температура теплоносителя максимальна в верхней части ТВЭЛа. Максимальный градиент температуры теплоносителя в середине высоты ТВЭЛа.
Название: Тепловой расчет реактора
Раздел: Рефераты по науке и технике
Тип: реферат
Добавлен 03:41:06 20 марта 2008 Похожие работы
Просмотров: 1205
Комментариев: 17
Оценило: 2 человек
Средний балл: 5
Оценка: неизвестно Скачать
Срочная помощь учащимся в написании различных работ. Бесплатные корректировки! Круглосуточная поддержка! Узнай стоимость твоей работы на сайте 64362.ru
Если Вам нужна помощь с учебными работами, ну или будет нужна в будущем (курсовая, дипломная, отчет по практике, контрольная, РГР, решение задач, онлайн-помощь на экзамене или "любая другая" учебная работа...) - обращайтесь: https://clck.ru/P8YFs - (просто скопируйте этот адрес и вставьте в браузер) Сделаем все качественно и в самые короткие сроки + бесплатные доработки до самой сдачи/защиты! Предоставим все необходимые гарантии.
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.
Реферат: Тепловой расчет реактора
Реферат: Dream Deferred Essay Research Paper The poem
Контрольная Работа По Математике 2 Класс Примеры
Контрольная работа по теме Сущность и значение политических институтов в современных условиях
Придумай Сочинение О Маме
Сочинение Мой Любимый Герой Былины
Титульник Реферата Кгэу
Курсовая работа по теме Права и ответственность судебного эксперта
Сочинение Рассуждение По Донским Рассказам Шолохова
Характеристика Сестринское Дело Практика
Реферат по теме Формирование культуры молодежи
Курсовая работа по теме Проведение исследования системы мотивации и стимулирования деятельности персонала
Курсовая работа по теме Структура и регламент деятельности палат Федерального Собрания РФ
Реферат: Баневур, Виталий Борисович
Дипломная работа по теме Совершенствование системы ценообразования ООО 'Пента'
Сочинение История Борьба Древнерусского Государства С Кочевниками
Реферат: Антивирусные средства 2
Контрольная работа по теме Особенности исторического познания и его объективность
Дипломная работа: Разработка компьютерной сети с применением беспроводных технологий. Скачать бесплатно и без регистрации
Слова Клише Для Написания Эссе По Обществознанию
Сочинение На Тему Профессия Моей Мечты Полицейский
Реферат: Картофель (как важная кормовая и техническая культура) (Доклад)
Реферат: «Cиндром сгорания»: позитивный подход к проблеме
Реферат: Секретные технологии достижения успеха