12. Распределение температур по высоте стержневых твэлов в ядерном реакторе, охлаждаемом однофазным теплоносителем.
– перепад
температур между стенкой твэла и
теплоносителем.
– коэффициент теплоотдачи.
dтв – наружный диаметр твэла.
T – перепад температур между теплоносителе и стенкой твэла в центре акт. зоны.
Температура стенки твэла по высоте активной зоны:
Определим координату твэла с максимальной температурой
zmax
T = Tmax
>
0
zmax > 0, т. е. точка с максимальной
температурой находится выше центра
активной зоны.
При высоком
коэффициенте теплоотдачи Ta
0
zmax
(реакторы ВВЭР).
С ухудшением теплоотдачи T растет zmax смещается в верхнюю часть активной зоны (газовые и жидкометаллические реакторы)
Максимальная температура внешней поверхности твэла:
13. Составляющие перепада температур по сечению стержневого твэла.
Tc(z) = Tт(z) + Tc(z)
Tc – температура в центре топливного стержня (твэла).
Tc = T + Tоб + Tз + Tтоп
T – перепад температур между теплоносителем и стенкой твэла.
Tоб – перепад температур на стенке твэла.
Tз – перепад температур на газовом зазоре.
Ттоп – перепад температур в топливе.
r1 – внутренний радиус стенки твэла;
r2 – внешний радиус стенки твэла.
об – коэффициент теплопроводности оболочки твэла.
При r2 r1 зависимость температур по длине практически линейна
об – толщина оболочки.
rоб – средний радиус оболочки
(толщина слоя
газа очень мала)
з – толщина газового зазора;
rз – средний радиус зазора;
з – теплопроводность газа в зазоре
В процессе работы реактора сильно меняются з и з.
– из таблиц.
с – коэффициент теплопроводности топлива.
с сильно зависит от состава, структуры топлива и его температуры
14. Особенности распределения температуры в кольцевых твэлах.
В кольцевых твэлах перепад температуры по объему лучше, чем у стержневых, но хуже, чем у плоских твэлов.
а) Теплоотвод с внутренней поверхности
T
(r) = T1
б) Теплоотвод с внешней поверхности
T
(r) = T2
в) Теплоотвод с внешней и внутренней поверхности
15. Типы и особенности кипящих реаторов.
Классификация кипящих реакторов
I. По роду теплоносителя
– вода (тяжелая и легкая);
– органические теплоносители;
– жидкие металлы;
– смеси различных фаз (газ-взвешенные частицы, газ-пары жидкости)
II. По элементам, воспринимающим давление
– корпусные (ВК-50; BWR);
– канальные (АМБ, ЭГП, РБМК, SGHWR).
III. По виду замедлителя
– твердый замедлитель (графит);
– жидкий (однофазный и кипящий);
IV. По агрегатному состоянию топлива
– твердое;
– растворы (жидкие соли);
– суспензии;
– газ.
V. По паросодержанию на выходе активной зоны
– реакторы с многократной циркуляцией;
– прямоточные ядерные реакторы.
VI. По месту получения пара
– в активной зоне;
– в парогенераторе.
VII. По способу сепарации пара
– сепарация внутри парогенератора;
– вне парогенератора (реактора);
– гравитационная сепарация;
– принудительная (центробежные или жалюзийные сепараторы).
VIII. По организации циркуляции теплоносителя
– конвекция без опускных участков (неорганизованная циркуляция);
– естественная циркуляция с подъемным и опускными участками;
– принудительная циркуляция.
IX. По числу контуров
– одноконтурные;
– двухконтурные;
– полутораконтурные.
X. По перегреву пара
– насыщенный пар;
– перегретый пар (в активной зоне и пароперегревателе).
XI. По конструктивным особенностям
– тип твэлов (кольцевые. стержневые и т. д.)
– по конструкции СУЗ;
– по способу перегрузки топлива.
XII. По назначению
– АЭС;
– АСТ;
– АТЭС
– атомные станции промышленного типа.