Особенности работы реакторов, определение теплогидравлических параметров активной зоны и бокового экрана. Коэффициент теплопроводности жидких металлов. Процессы теплообмена в периферийных каналах. Проведение расчета реактора на быстрых нейтронах.
Аннотация к работе
Министерство образования и науки РФ ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» Институт ядерной энергетики (филиал) ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» в г.Реакторы на быстрых нейтронах позволяют осуществлять расширенное воспроизводство ядерного топлива, что радикально решает проблему энергообеспечения АЭС, так как открывается возможность дальнейшего роста ядерной энергетики практически без ограничения со стороны топливных ресурсов. теплогидравлический нейтрон теплообмен Успешная эксплуатация в СССР первых быстрых реакторов БР-5 и БР-10 (мощностью 5 и 10 МВТ соответственно), опытного реактора БОР-60 мощностью 60 МВТ позволила освоить мощные энергетические реакторы на быстрых нейтронах БН-350 и БН-600, которые сегодня успешно эксплуатируются в г. Особенности условий работы быстрых реакторов (высокие нейтронные и тепловые потоки, большие выгорания и давления газообразных продуктов деления в твэлах, высокие температуры топлива и оболочки) особенности физики и геометрии активной зоны, значительные неопределенности в параметрах выдвигают задачу более глубокого проникновения в суть теплофизических процессов, протекающих в реакторах, и познания новых явлений, отвечающих современному уровню знаний в области теплофизики реакторов как науки. Исследованные специалистами механизмы межканального обмена и сложного продольно-поперечного течения в элементах реакторов, изученные особенности гидродинамики и теплообмена в системах параллельных твэлов и в нестандартных каналах (периферийные зоны ТВС), исследованные температурные поля регулярных и искаженных решеток твэлов при постоянном и переменном энерговыделениях, в стабилизированных и в нестабилизированных гидродинамических и тепловых условиях и т.д. составляют базу для расчета локальных тепловых и гидродинамических характеристик ТВС быстрых реакторов. Например, проблема нестандартных каналов (периферийные твэлы) и искаженных решеток, включающая в себя смещения твэлов, локальные перегревы, блокировки проходных сечений, одиночные и групповые прогибы твэлов, определяет кардинальный вопрос надежности и повышения мощности реакторов и, по-видимому, будет развиваться в последующие годы постольку, поскольку будет развиваться реакторостроение.Исходные данные: тепловая мощность реактора: Qтепл = 750 ? 106 Вт теплоноситель: натрий конструкционные материалы: сталь температура теплоносителя на входе в активную зону: твх = 400 0С температура теплоносителя на выходе из активной зоны: твых = 760 0С топливо: UO2 (диоксид урана) форма ТВС: шестигранная размер между центрами ТВС: sтвc = 0.1179 м зазор между ТВС: ?твc = 0,0015 м толщина корпуса ТВС: ?ТВС = 0.002 м число твэл в ТВС активной зоны: nтвэл = 127 шт диаметр твэл в активной зоне: dтвэл = 0.0075 м толщина оболочки твэл: ?об = 0.0003 м число твэл в ТВС бокового экрана: nтвэл = 91 шт диаметр твэл в боковом экране: dтвэл.б.э. = 0.0116 м толщина газового зазора твэл: ?гз = 0.00012 мСоответственно, Диаметр активной зоны: Высота активной зоны: Площадь сечения активной зоны: Толщина торцевых частей экрана: Принимается ?т.э = 0,4 м Площадь бокового экрана: Эффективная добавка по оси активной зоны: Принимается ?эф.=0.18 Экстраполированная высота, вдоль которой идет тепловыделение с максимумом в центральной плоскости и нулевым значением на торцах: Площадь сечения ячейки активной зоны: м2 Число ТВС в активной зоне: Принимаю 144 штРасход теплоносителя через активную зону: Расход теплоносителя через боковой экран: Скорость теплоносителя через активную зону: Скорость теплоносителя через боковой экран: Линейный тепловой поток по высоте канала: Вт/м Линейный тепловой поток в центральной плоскости бокового экрана: Температура теплоносителя по высоте канала в активной зоне: Температура теплоносителя по высоте канала в боковом экране: Коэффициент теплоотдачи в активной зоне: Параметр Координата по высоте канала z, м. Коэффициент теплоотдачи в боковом экране: Температура наружной поверхности твэл активной зоны: Коэффициент учитывающий энерговыделение в твэл Температура топливного сердечника твэл активной зоны вдоль центральной оси: Наружный радиус твэл: Внутренний радиус твэл: Наружный радиус сердечника твэл: Средний радиус оболочки твэл: Температура топливного сердечника вдоль оси: Параметр Координата по высоте канала z, м.По результатам теплогидравлического расчета реактора можно сделать выводы: 1. за счет высокого коэффициента теплоотдачи температура теплоносителя практически совпадает с температурой наружной оболочки твэла.
План
Содержание
Введение
1. Теплогидравлический расчет реактора на быстрых нейтронах
2. Определение геометрических характеристик
3. Определение теплогидравлических параметров активной зоны и бокового экрана