ЛР4.2 Сборка экспериментального макета высокотемпературного газоохлаждаемого реактора малой мощности

ЛР2.1 Изучение конструктивных решений элементов экспериментального макета тепловыделяющей сборки (ТВС) ВВРД

Цель работы – изучение конструкции элементов ТВС ВВЭР-440 и освоение методики механических расчетов.

Описание

1. На рисунке 1 представлен макет сборки ТВС ВВЭР-440.

Рисунок 1.1 – Макет ТВС ВВЭР-440

В ходе лабораторной работы необходимо:

1. разобрать макет;

2. сфотографировать его элементы;

3. сделать эскизы элементов;

4. дать краткую характеристику функционального назначения элементов;

5. собрать макет с новым креплением твэлов в нем.

2. Зная размеры хвостовика ТВС ВВЭР-440 провести анализ глубины посадки его в опорный стакан ШВК.

Глубина посадки хвостовика ТВС в опоре шахты (размер от торцевой поверхности хвостовика ТВС до торцевой поверхности опоры шахты) определяется по схеме, указанной на рисунке 1.2, из геометрических соотношений:

         Z_хв = АK = GK + AG = GK + (OG – OA)                    (1.1)

где   GK = L_цхв – длина цилиндрической части хвостовика;

AG – расстояние от торца опоры шахты до начала сферы хвостовика;

OG = ;

NС = АM = АВ cosa;

ON = ОА sin a;                                                                        (1.2)

ON = R – NC;

ОА sin a = R – АВ cosa;

 

Рисунок 1.2 – Схема размеров в соединении "хвостовик ТВС – опора шахты внутрикорпусной"

 

Основные размеры хвостовика приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Наименование параметра	Значение
Длина цилиндрической части хвостовика ТВС, Lц_хв мм	200±0,4
Радиус сферической части хвостовика ТВС, R мм	81±0,5
Диаметр хвостовика в сечении, от которого отсчитывается сферическая часть, Dц_хв мм	105-0,12-1,00
Диаметр верхнего основания опорного конуса трубы ШВК,  Dк_хв мм	123-0,53
Угол опорного конуса трубы ШВК, градус	90±1

 

3. По результатам работы подготовить отчет.

ЛР2.2 Сборка экспериментального макета ТВС ВВРД

Цель работы – изучение конструкции топливных элементов ТВС ВВЭР-440, способов их крепления, проведение расчета протягивания твэла через ячейку.

Описание

1. На рисунке 1.1 представлен макет сборки ТВС ВВЭР-440.

В ходе лабораторной работы необходимо:

1. разобрать макет;

2. сфотографировать его элементы;

3. сделать эскизы элементов;

4. дать краткую характеристику функционального назначения элементов;

5. собрать макет с новым креплением твэлов в нем.

2. Зная размеры ячейки (рисунок 2.1) дистанционирующей решетки, провести расчет усилий протягивания при диаметральном натяге:

1 подгруппа - 20 мкм

2 подгруппа - 40 мкм

3 подгруппа- 60 мкм

4 подгруппа -  80 мкм

5 подгруппа - 100 мкм

6 подгруппа - 120 мкм

3. По результатам работы подготовить отчет.

 

Рисунок 2.1 – Ячейка дистанционирующей решетки

 

 

ЛР4.1 Изучение конструктивных решений элементов экспериментального макета высокотемпературного газоохлаждаемого реактора малой мощности

Цель работы – изучение конструкции элементов корпусного реактора для АСММ.

Описание

1. На рисунке 3.1 представлен макет сборки ТВС ВВЭР-440.

Рисунок 3.1 – Макет корпусного реактора для АСММ

В ходе лабораторной работы необходимо:

1. разобрать макет;

2. сфотографировать его элементы;

3. сделать эскизы элементов;

4. дать краткую характеристику функционального назначения элементов;

5. собрать макет с дефлектором.

 

 

3. По результатам работы подготовить отчет.

 

ЛР4.2 Сборка экспериментального макета высокотемпературного газоохлаждаемого реактора малой мощности

Цель работы – изучение конструкции элементов корпусного реактора для АСММ и способов расчета коэффициента трения.

Описание

1 Провести исследование гидравлического сопротивления коллекторной части модели, включающей в себя гидравлическое сопротивление трения в кольцевом канале, образованном корпусом и разделительной обечайкой, местное сопротивление участка входа потока из четырех подводящих патрубков в кольцевой канал. Эксперименты выполнены при продувке модели в сборке. Результаты измерения статического давления на патрубках подвода воздуха (P₁ и P₂), непосредственно между патрубками P₃ , а также вдоль кольцевого тракта коллектора на двух углах: угле расположения патрубка (направление I) и между патрубками (направление II), соответственно P₄, P₅, P₆, P₇, P₈ и P’₄, P’₅, P’₆, P’₇, P’₈ на расстояниях от отбора P₃ - 70; 60; 60; 60; 60; 60 мм (см. рисунок 4.1) приведены в таблице 1.

Направление 1 à

P8

P7

P6

P5

P4

P’8

P’7

P’6

P’5

P’4

Направление 2 à

P2

P3

P1

Рисунок 4.1 – Места расположения отборов давления

Таблица 4.1 – Результаты измерений статического давления в коллекторной части модели (кг/м²)

	1111	0111	1011	0011	0101	0110	1000	0100	0010
Во входных патрубках
P1	535	225	310	84	92	105	68	21	31
P2	535	253	310	109	118	101	10	30	22
Между патрубками
P3 -	420	191	207	39	54	111	-20	25	30
Направление 1
P4	367	189	189	63	75	85	16	20	22
P5	353	189	182	73	79	84	17	19	21
P6	341	182	184	75	77	81	18	19	20
P7	336	177	176	76	74	77	20	19	19
P8	343	184	184	78	79	75	21	19	18
Направление 2
P4	376	208	174	77	84	85	12	20	22
P5	358	196	176	78	81	84	17	19	21
P6	345	185	179	79	78	81	18	19	20
P7	343	183	182	78	75	78	20	19	19
P8	340	184	184	79	78	74	22	19	18

Относительное изменение плотности воздуха в кольцевом канале в условиях эксперимента составляло ~ 0,02, что позволило рассматривать воздух как несжимаемую среду. Коэффициент гидравлического сопротивления трения кольцевого участка рассчитывался по следующей зависимости:

,                                                       (4.1)

где d_г = 20 мм – гидравлический диаметр кольцевого участка;

ρ = 1.17 , кг/м³ – плотность воздуха;

V = 53,2 м/с – среднерасходная скорость воздуха в кольцевом участке;

 – модуль аппроксимированного градиента статического давления, Па/м,

Погрешность определения скорости ΔV/V = 2,9 % складывается из погрешностей определения массового расхода ΔG/G = 1,4 %, площади проходного сечения ΔS/S = 1,5 %, плотности Δ ρ/ρ = 2,0 %. Она определялась по соотношению (2).

.                                      (4.2)

В таблице 4.2 приведены результаты расчета коэффициентов трения, полученных по аппроксимациям статического давления в направлениях I и II (давление в отборе  не учитывалось). Предельная погрешность линейной аппроксимации составляет 4 %.

Таблица 4.2 – Результаты расчета коэффициента трения в кольцевом зазоре коллекторной части

ρ, кг/м3	V, м/с	Re	Направление I		Направление I I
			, Па/м	λ	, Па/м	λ
1,17	53,2

 

Полученные результаты согласуются с эмпирической зависимостью для расчета коэффициента трения при течении в кольцевом канале:

-

-

,                          (4.3)

где θ – отношение внутреннего диаметра кольцевого зазора к наружному. Рассчитать по формуле (4.3) значение коэффициента трения в кольцевом зазоре (Re = 6,81∙10⁴, θ = 0,902) и построить графики зависимости давления от режима работы патрубков.

 

2. По результатам работы подготовить отчет.