2. Нахождение коэффициента теплоотдачи

Экстраполированная высота = 3,53 + * = 3,67668 (м).

Для расчета коэффициента теплоотдачи необходимо определить характерные размеры решетки, а также некоторые критерии подобия, которые помогут выбрать на расчетную формулу для коэффициента теплоотдачи. Считаем относительный шаг решетки: . Относительный шаг говорит нам о том, что решетка сильно раздвинутая. .

Проходное сечение приходящееся на один твэл равно объему воды на 1 см активной зоны в эквивалентной ячейки (S_тн). По параметрам теплоносителя определяем его теплофизические свойства, используя для этого программу “WaterSteamPro”.

Коэффициент теплоотдачи в пучках стержней примем постоянным по высоте, а рассчитывать будем по упрощенным зависимостям, которые приведены в [2].

3. Температура на поверхности твэл средней мощности

,где -средняя температура в зоне ,

максимальный температурный напор стенка-жидкость.

Максимальная температура стенки твэла не должна превышать температуру насыщения ТН при Р = 12,5 МПа Т_нас = 327,8 ºС, чтобы не допустить вскипание ТН. В данном случае запас до закипания составляет 15,96ºС.

; ;

где множитель, корректирующий значение потока на средний диаметр оболочки;

толщина и коэффициент теплопроводности оболочки; диаметр топливной таблетки; λ_заз – коэффициент теплопроводности газа, которым заполняется газовый зазор;

Процесс расчета максимального перепада температуры на оболочке твэла итерационный. В первом приближении примем температуру на внутренней стенке оболочки

325 . Тогда средняя температура оболочки По этой

температуре находим из [3, с.320, П31] .

Видим, что рассчитанное значение отличается от принятого в первом приближении, поэтому примем полученное значение в качестве истинного и повторим расчет до схождения значений.

.

Максимальный перепад температуры на оболочке твэла примем равной

Процесс расчета перепада температуры в газовом зазоре также итерационный.

В первом приближении примем температуру сердечника 500 .

Тогда средняя температура газового зазора По этой температуре при давлении 2 МПа находим из [3, с.313, П13] .

Толщину газового зазора примем 0,065 мм. Тогда диаметр топливной таблетки

Видим, что рассчитанное значение значительно отличается от принятого в первом приближении, поэтому примем полученное значение в качестве истинного и повторим расчет до схождения значений.

425,12 .

.

Видим, что рассчитанное значение значительно отличается от принятого в первом приближении, поэтому примем полученное значение в качестве истинного и повторим расчет до схождения значений.

430,05 .

.

Перепад температуры в газовом зазоре примем равным

Зная эти два температуры, найдем внутреннюю температуру стенки твэла ( ) и температуру наружной поверхности топливного сердечника ( ).

Максимальный радиальный перепад в топливном сердечнике твэла при постоянной теплопроводности и, учитывая распределение тепловыделения по радиусу цилиндрического твэла в виде модифицированной функции Бесселя , можно записать выражение:

.

Если пренебречь зависимостью профиля распределения плотности потока тепловых нейтронов, значение которого в поверхностных слоях топлива более высокое, и взять среднее значение энерговыделения, то получим:

, где средняя теплопроводность горючего при .

Диоксида урана :

Процесс расчета температуры топливного сердечника итерационный. В первом приближении примем температуру топливного сердечника 1500 . Тогда средняя температура сердечника

Коэффициент теплопроводности для этой температуры определим в [6, с.36, П4].

Видим, что рассчитанное значение значительно отличается от принятого в первом приближении, поэтому примем полученное значение в качестве истинного и будем повторять расчет до схождения значений.

843,39 .

Видим, что рассчитанное значение значительно отличается от принятого во втором приближении, поэтому примем полученное значение в качестве истинного и будем повторять расчет до схождения значений.

759,606 .

Видим, что рассчитанное значение значительно отличается от принятого в третьем приближении, поэтому примем полученное значение в качестве истинного и будем повторять расчет до схождения значений.

749,126

Сделаем ещё одну итерацию:

747,94

Температуру топливного сердечника примем равной = 747,82 ⁰С.