Температурный перепад в цилиндрической оболочке ТВЭЛа

Коэффициент теплопроводности материала оболочки λ_об = 24.1 Вт/(м·К)

Δθ_об0 = = 43.55 ° С

Температурный перепад в зазоре ТВЭЛа

Коэффициент теплопроводности газа в зазоре λ_з = 30 Вт/(м·К)

Δθ_з0 = = 18.52 ° С

Температурный перепад в цилиндрическом сердечнике

Коэффициент теплопроводности в цилиндрическом сердечнике λ_с = 2.7 Вт/(м·К)

Δθ_с0 = = 1261 ° С

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

Максимальная температура топливного сердечника

t  = 1674 ° C

3.4 Определение области допустимых значений m и q_v

Исходные данные для расчёта по программе WWERTR

1. Тепловая мощность реактора [МВт] 2. Давление в реакторе [МПа] 3. Перепад температур воды [°C] 4. Радиус топливного сердечника ТВЭЛа [м] 5. Внутренний радиус оболочки ТВЭЛа [м] 6. Внешний радиус оболочки ТВЭЛа [м] 7. Шаг решетки [м] 8. Размер кассеты “под ключ” [м] 9. Размер ячейки [м] 10. Толщина оболочки кассеты [м] 11. Эффективная добавка отражателя [м] 12. Число ТВЭЛов в кассете [шт] 13. Температура воды на линии насыщения [°С] 14. Теплота парообразования [кДж/кг] 15. Теплоемкость воды [кДж/кг·К] 16. Теплопроводность воды [Вт/м·°С] 17. Кинематическая вязкость воды [м2/с] 18. Число Прандтля 19. Плотность воды [кг/м3] 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 25. Расч. скорость воды [м/с] 26. Расч. коэффициент запаса 27. Расч. координата точки с мак. темп. оболочки [м] 28. Расч. мак. температура оболочки ТВЭЛа [°С] 29. Расч. мак. температура сердечника ТВЭЛа [°С]

N = 1664.84 P = 15.2 Δt = 31 r1 = 3.8·10-3  r2 = 3.9·10-3   rq = 4.55·10-3 а¢¢ = 12.75·10-3   а¢ = 0.238  а = 0.242 δ = 1.5·10-3   δ0 = 0.1 nТВЭЛ = 331 ts = 344 R = 1020.9 Cp = 5.433 λ = 556.658·10-3 ν = 1.21·10-7 Pr = 0.905 ρв = 724.4 λоб = 23.9 λз = 30.5 λс = 2.7 qv = 100              m = 0.995           Wт = 4.345          nзап = 2.699         Z*= 0.333          t = 343.957          t  = 1623.37

Результаты расчёта по программе WWERTR.

№	m*		DАЗ		Wт		nзап		Z*		t		t
	-		м		м/с		-		м		°С		°С
	qv = 50.0 кВт/л
1 2 3 4 5	0.800 1.004 1.203 1.409 1.608	4.602 4.267 4.018 3.812 3.647		2.754        3.204        3.614   4.015   4.386		3.433   3.731   3.990   4.234   4.451		0.546 0.699     0.850     1.007     1.160		345.5     342.1     339.7        337.8     336.3		1016.8 1013.4 1010.5 1007.7 1005.2
	qv = 75.0 кВт/л
1 2 3 4 5	0.802 1.006 1.201 1.405 1.611	4.018 3.726 3.512 3.333 3.184		3.614    4.202    4.730    5.253    5.755		2.707    2.941    3.141    3.332    3.510		0.413      0.530      0.645      0.766      0.889		351.4      347.2      344.2      341.9      340.0		1343.5 1339.7 1336.2 1332.7  1329.3
	qv = 100.0 кВт/л
1 2 3 4 5	0.804 1.001 1.209 1.405 1.604	3.647 3.390 3.184 3.028 2.897		4.386    5.076    5.755    6.362    6.950		2.290    2.482    2.662    2.817    2.962		0.339      0.433      0.533      0.630      0.729		356.2      351.5      347.9      345.3      343.2		1662.9 1659.0 1654.7 1650.7 1646.7
	qv = 125.0 кВт/л
1 2 3 4 5	0.801 1.005 1.213 1.411 1.605	3.390 3.143 2.953 2.807 2.689		5.076    5.905    6.692    7.405    8.067		2.009    2.183    2.341    2.479    2.602		0.289      0.372      0.459      0.543      0.627		360.5      355.1      351.1      348.2      346.0		1976.9 1972.6 1967.8 1963.2 1958.7
	qv = 150.0 кВт/л
1 2 3 4 5	0.806 1.010 1.206 1.412 1.609	3.184 2.953 2.784 2.641 2.528		5.755    6.692    7.529    8.365    9.126		1.812    1.969    2.102       2.231    2.345		0.256      0.330      0.402      0.479      0.555		364.0      358.3      354.2      350.9      348.4		2286.2 2281.8 2276.9 2271.4 2266.1

m = 0.8

m = 1.0

m = 1.2

m = 1.4

m = 1.6

Границы возможного диапазона значений q_v

для каждого параметра (по графикам).

m параметры	0.8	1.0	1.2	1.4	1.6
Wт	—	—	—	—	—
	—	—	—	—	—
nзап	—	—	—	—	—
	108.1	123.6	139.9	—	—
t	68.83	91.04	116.4	141.6	—
	—	—	—	—	—
t	—	—	—	—	—
	—	—	—	—	—
Диапазон допустимых значений	—	—	—	—	—
	—	—	—	—	—

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.