III. Описание лабораторной установки

Лабораторная работа выполняется на ПК. Для занятия используется табличный процессор Excel, входящий в состав стандартного пакета Microsoft Office. Прикладная программа – файл «ЛабРабота №1 по Моделированию».

Исходные данные для выполнения ЛР

Основные параметры энергоблока принять из таблицы. Номер варианта определяется по последней цифре персонального шифра студента.

Таблица 1

Вариант	Qэ, МВт	у, %	р1, МПа	tнк, К	Тр, К	wср, м/с	dТВЭЛ, мм	nтвэл	Изменяемый параметр
1 2 3 4 5 6 7 8 9 0	440 640 1000 440 640 1000 440 640 1000 640	30 31 33 31 33 32 32 32 31 33	12 14 16 14 16 14 16 12 12 16	15 20 25 30 30 20 25 15 30 15	20 30 40 30 20 30 40 40 25 25	3 4 5 4 5 4 5 3 3 4	9 9,2 9,4 9,1 9,5 9,6 9,7 9,8 10,0 10,1	126 202 317 130 216 330 120 208 310 224	Q w ΔTp d w d ΔTp Q d w

Условные обозначения:

Q_э, МВт – электрическая мощность энергоблока;

_у, % - кпд энергоблока;

р₁, Мпа – давление в 1 контуре;

t_нк, К – недогрев до кипения на выходе из активной зоны;

Т_р, К – подогрев теплоносителя в активной зоне;

w_ср, м/с – средняя скорость теплоносителя;

d_ТВЭЛ, мм – диаметр ТВЭЛ;

nтвэ – количество ТВЭЛ в ТВС

IV. Прядок выполнения работы

1). Вызвать файл «Методические указания к ЛР по моделированию», открыть раздел «Теория вопроса» и изучить его. При необходимости законспектировать основные положения теории.

2). Открыть файл «ЛР по моделированию. Расчеты и графики»

На 1 листе сформирована математическая модель определения размеров активной зоны.

2.1 Заполнить строку с исходными данными из таблицы (выделено желтым цветом).

2.2 Заполнить строку с промежуточными данными в соответствии со следующей методикой:

Тs – определяется из таблиц воды и водяного пара по заданному Р1;

Ср – средняя теплоемкость теплоносителя. Для определения Ср необходимо найти среднюю температуру теплоносителя в активной зоне, те (Твых + Твх)/2.

Твых = Тs - t_{нк ;} Твх = Твых - Т_р

ɣ_ср – средний удельный объем теплоносителя (из таблиц воды и водяного пара);

f_сб - площадь тепловыделяющей сборки. Определяется как f_сб = πd²_твс/4, где d_твс – диаметр тепловыделяющей сборки. Для реактора мощностью 1000 МВт принять d_твс = 0, 25 м, мощностью 640 МВт – 0,2 м, для реактора мощностью 440 МВт – 0,015 м.

σ_зам – толщина слоя замедлителя вокруг ТВС. Принять равной 0,01 м.

П_сб –периметр ТВС, определяется из выражения П_сб = πd_твс.

На 2 листе сформирована математическая модель распределения температур по длине ТВЭЛ.

3. заполнить строку с исходными данными для расчетов в соответствии со следующими рекомендациями:

Kr и Kh – коэффициенты неравномерности тепловыделений в активной зоне по радиусу и высоте соответственно. Можно принять Kr = 1,3 – 1,5;

Kh = 2,2 – 2,5;

Δ – эффективная добавка. Для реакторов ВВЭР составляет 8-12 см.

r_ст.н – радиус наружной стенки ТВЭЛ. Из заданного d_твэл находим

r_ст.н = d_твэл /2

Толщина оболочки ТВЭЛ составляет 0,6 – 0,7 мм.

3). Ознакомиться с расчетами и принципами построения температурных характеристик ТВЭЛ. Результаты построения представлены на листе «Графические зависимости».

4). Распечатать результаты исследования (3 листа) и выполнить их анализ: влияние численных значений исходных данных на основные характеристики.

Результаты выполнения ЛР необходимо представить в виде заключения в котором отразить:

1. Основные результаты расчета: тепловую мощность реактора Q_т , расход теплоносителя (воды первого контура) G_тр , температуру теплоносителя на входе Т_вх и выходе Т_вых из активной зоны, сечение активной зоны для расхода теплоносителя F_т , количество тепловыделяющих сборок (ТВС) в активной зоне n_твс , диаметр D_аз и высоту H_аз активной зоны.

2. Температурный режим тепловыделяющего элемента. Изменение по длине и максимальные температуры ТВЭЛ: стенки оболочки со стороны теплоносителя, стенки оболочки со стороны горючего, горючего на оси ТВЭЛ.

3. Значения температуры насыщения, теплоемкости и плотности воды определить из таблиц теплофизических свойств воды и пара по заданному давлению в первом контуре. Толщина оболочки ТВЭЛ – 0,7 мм.

4.Произвести расчеты и построить зависимости температур ТВЭЛ при изменении заданного параметра.