![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Промышленность и Производство
Техника
Тепловой расчет реактора |
МЭИ (ТУ) Кафедра парогенераторостроения Типовой расчёт по курсу: Генераторы тепловой энергии Тепловой расчёт ВВЭР Студент: Иванов А.А. Группа: С-2-95 Преподаватель: Двойнишников В.А. Москва 2000 год Аннотация. В данной работе решались следующие задачи: расчёт реактора при m = 1 и qv = 100 и определение его экономичности и надёжности при учёте наложенных ограничений: 1.6 &l ; &l ; 2.2, 2 &l ; Wт &l ;10 м/с, об &l ; 350 оС, c &l ; 2300 оС. нахождение области допустимых значений относительной высоты активной зоны m и удельного энерговыделения qv (m = 0.8 1.6, qv = 50 150) при учёте наложенных ограничений: 1.6 &l ; &l ; 2.2, 2 &l ; Wт &l ;10 м/с, об &l ; 350 оС, c &l ; 2300 оС. для выбранного варианта расчёт температуры сердечника, оболочки и теплоносителя по высоте активной зоны. Содержание: Введение Исходные данные Тепловой расчёт реактора при m = 1 и qv = 100 МВт/м3 3.1. Определение размеров активной зоны реактора и скорости теплоносителя 3.2. Определение коэффициента запаса по критической тепловой нагрузке 3.3. Расчёт максимальных температур оболочки ТВЭЛа и материала топливного сердечника 3.4. Определение области допустимых значений m и qv 3.5. Расчёт распределения температуры теплоносителя, оболочки и топливного сердечника по высоте активной зоны реактора 4. 1. Введение Назначение и виды тепловых расчётов реакторов. Тепловой расчет ядерного реактора является одной из необходимых составных частей процесса обоснования и разработки конструкции. Без него невозможны ни предварительные поисковые проработки, ни определение оптимальных проектных решений. Тепловые расчеты обычно выполняются одновременно с гидравлическим и нейтронно-физическим расчетами реактора. В зависимости от задач, решаемых на том или ином этапе проработки конструкции, различают поисковые и поверочные расчеты Поисковые тепловые расчеты проводятся в период определения основных конструктивных решений. При их выполнении, как правило, известны тепловая мощность реактора, распределение плотности энерговыделения, вид теплоносителя и его параметры все эти данные получают в результате нейтронно-физического расчета, а также тип и конструкция ТВЭЛов и кассет, определяемых техническим заданием на основе накопленного опыта проектирования, изготовления и эксплуатации. В результате определяются размеры активной зоны и других элементов реактора, находятся, а при необходимости уточняются параметры теплоносителя, определяются характерные температуры, выбираются конструкционные материалы и топливные композиции. По мере разработки конструкции тепловые расчеты выполняются снова, но более детально, с учетом выбранных конструктивных решений, как для номинального режима, так и для работы на частичных нагрузках. Также обсчитываются тепловые режимы работы оборудования при переходных процессах при пуске, останове, изменении нагрузки, характерных как для штатных ситуаций, так и в аварийных случаях.
Во всех этих случаях тепловой расчет носит характер поверочного, и его основной задачей является определение термодинамических характеристик теплоносителя и тепловых параметров характеризующих условия функционирования элементов ядерного реактора. Обеспечение надежной работы реактора в целом и его отдельных элементов, достижение высокой экономичности реакторной установки требует высокой точности определения теплотехнических параметров, что ведет к существенному усложнению всех видов расчетов, в том числе и теплового. Необходимость же их автоматизации приводит к созданию сложных программных комплексов, объединяющих тепловые, Гидравлические, нейтронно-физические и прочностные расчеты. Настоящий метод ориентирован на использование несколько упрощенного теплового расчета, базирующегося на одномерном представлении протекания процессов тепло - и массообмена в одной ячейке активной зоны реактора. 2. Исходные данные. Для выполнения теплового расчета водо-водяного энергетического реактора (ВВЭР) в соответствии с упрощенной методикой требуются исходные данные, условно подразделяемые на режимные и конструктивные, Данные режимного типа: Тепловая мощность ВВЭР = 1664.87 МВт Конструктивные данные: Характеристики кассеты: Число ТВЭЛов в кассете ТВЭЛ = 331 Шаг решётки а¢ ¢ = 12.75·10-3 м Размер кассеты “под ключ” а¢ = 0.238 м Толщина оболочки кассеты δ = 1.5·10-3 м Характеристика ТВЭЛа: Радиус топливного сердечника r1 = 3.8·10-3 м Внутренний радиус оболочки r2 = 3.9·10-3 м Внешний радиус оболочки rq = 4.55·10-3 м Размер ячейки а = 0.242 м Материал оболочки ТВЭЛов и кассет: 99% циркония и 1% ниобия Топливная композиция: двуокись урана 3.Тепловой расчёт реактора при qv= 100 МВт/м3 и m= 1 Определение размеров активной зоны реактора и скорости теплоносителя. Температура теплоносителя на выходе из реактора вых = 314 ° C Принимаем из расчёта парогенератора Температура теплоносителя на входе в реактор вх = 283 ° C Принимаем из расчёта парогенератора Перепад температур теплоносителя между входом и выходом Δ т = вых - вх = 314 – 283 = 31 ° С Температура воды на линии насыщения Запас до температуры кипения δ = 30 ° C s = вых δ = 314 30 = 344 ° C Давление в реакторе P = 15.2 МПа Расход воды (теплоносителя) на один реактор средняя температура воды в реакторе ср = = 298.5 ° C средняя теплоёмкость воды Cp = 5.433 кДж/кг Gт = =9885.05 кг/с Принимаем из расчёта парогенератора. Объём активной зоны реактора. Средняя плотность тепловыделения АЗ реактора qv = 100 МВт/м3 VАЗ = = 16.648 м3 Диаметр активной зоны реактора Параметр m = = 1 DАЗ = = 2.767 м Число кассет в активной зоне Площадь поперечного сечения ячейки: Sяч = 0.866·a2 = 5.072·10-2 м2 = 178.2 шт. т.к.дробное, то округляем его до ближайшего большего целого числа кас = 179 шт. с последующим уточнением величин: DАЗ== 3.4 м m = = 0.993 Высота активной зоны реактора HАЗ = m·DАЗ = 0.993·3.4 = 3.3
76 м Тепловыделение в ТВЭЛах Доля теплоты выделяемая в ТВЭЛах κ1 = 0.95 Qт = κ1· = 0.95·3064 = 2910.8 МВт Суммарная поверхность ТВЭЛ F = 2·π·rq·HАЗ· ТВЭЛ· кас = 2·π·4.55·10-3·3.376·331·179 = 5719 м2 Расход теплоносителя через одну кассету Gтк = = 90.22 кг/с 3.1.14. Скорость теплоносителя в активной зоне реактора сечение для прохода теплоносителя около одного ТВЭЛа SвТВЭЛ = 0.866·(a¢ ¢ )2- -π·rq2 = 0.866·(12.75·10-3)2 – π·(4.55·10-3)2 = 7.574·10-5 м2 сечение для прохода теплоносителя в кассете Sвкас = SвТВЭЛ· ТВЭЛ = 7.574·10-5·331 = 2.507·10-2 м2 плотность воды при средней температуре и давлении в реакторе ρв = 713.2 кг/м3 Wт = = 5.046 м/с Определение коэффициента запаса по критической тепловой нагрузке. 3.2.1. Коэффициенты неравномерности тепловыделения Эффективная добавка отражателя δ0 = 0.1 м Эффективная высота активной зоны Hэф = HАЗ 2·δ0 = 3.376 2·0.1 = 3.576 м по оси реактора: Kz = = 1.489 по радиусу активной зоны: Kr = = 2.078 3.2.2. Коэффициент неравномерности тепловыделения в объёме АЗ Kv = Kz·Kr = 1.489·2.078 = 3.094 Максимальная величина тепловой нагрузки на единицу поверхности ТВЭЛа Средняя тепловая нагрузка на единицу поверхности ТВЭЛа qF = = =0.509 МВт/м2 qmax = qF·Kv = 0.509·3.094 = 1.575 МВт/м2 Критический тепловой поток кризиса первого рода для трубы d = 8 мм Теплота парообразования теплоносителя R = 931.2 кДж/кг Температура воды на линии насыщения s = 347.32 ° C Величина паросодержания теплоносителя в центральной точке реактора xкр = = = -0.2782 qкр(8) = = = 1.347·3.5990.5549·е0.4173 = 4.161 МВт/м2 Критический тепловой поток кризиса первого рода для труб диаметром 2rq qкр(2rq) = = 3.901 МВт/м2 Коэффициент запаса по критической нагрузке. зап = = 2.477 Расчёт максимальных температур оболочки ТВЭЛа и материала топливного сердечника. 3.3.1. Максимальное тепловыделение в центре реактора приходящееся на единицу высоты ТВЭЛа. ql,0= = 4.503·10-2 МВт/м Коэффициент теплоотдачи от стенки к теплоносителю. Коэффициент теплопроводности теплоносителя λ = 548.3·10-3 Вт/(м·К) при температуре cр Эквивалентный диаметр сечения для прохода воды dэкв = = 6.851·10-3 м Кинематическая вязкость воды. Для её определения необходимо найти динамическую вязкость. μ = 8.936·10-5 Па/с. ν = = 1.253·10-7 м2/с Критерий Рейнольдса Re = = 2.759·105 Число Прандтля Pr = 0.9217 α==3.685·104 Вт/м2К Перепад температуры между оболочкой ТВЭЛа и теплоносителем в центре реактора. Δθа0 = = 40.61 ° С Координата в которой температура на наружной поверхности оболочки ТВЭЛа максимальна. Z ==0.4287м Максимальная температура наружной поверхности оболочки ТВЭЛа = 351.7 ° C Температурный перепад в цилиндрической оболочке ТВЭЛа Коэффициент теплопроводности материала оболочки λоб = 24.1 Вт/(м·К) Δθоб0 = = 43.55 ° С Температурный перепад в зазоре ТВЭЛа Коэффициент теплопроводности газа в зазоре λз = 30 Вт/(м·К) Δθз0 = = 18.52 ° С Температурный перепад в цилиндрическом сердечнике Коэффициент теплопроводности в цилиндрическом сердечнике λс = 2.7
Во время гражданской войны (1946—49) — на политической работе в войсках Демократической армии Греции. В 1950 избран член ЦК КПГ. В декабре 1950 арестован и в марте 1952 казнён. Лит.: Nicos Beloyannis — heros national de Grece, [s. l.,., 1953]; Жизнь, отданная борьбе, М., 1964. П. И. Манчха. Н. Белояннис. Белоярск Белоя'рск, поселок городского типа в Алтайском крае РСФСР, на протоке р. Оби, в 15 км к С от г. Новоалтайска. 9 тыс. жителей (1968). Завод по пропитке мачт для электросети; лесоперевалочный комбинат. Белоярская атомная электростанция Белоя'рская а'томная электроста'нция им. И. В. Курчатова, опытно-промышленная АЭС. Расположена в 60 км от г. Свердловска, близ поселка Белоярский, в поселке Заречный. Строительство начато в феврале 1958, в апреле 1964 пущен 1-й блок. Тепловая мощность реактора 1-го блока 285 Мвт, электрическая 100 Мвт; тепловая схема блока двухконтурная. Реактор работает в блоке с турбогенератором, 2-й блок АЭС пущен в конце 1967, его тепловая мощность 560 Мвт., электрическая — 200 Мвт; тепловая схема — одноконтурная
1. Технологический расчет основных процессов открытых горных работ
2. Автоматизация технологических процессов основных химических производств
3. Технологический расчет горячего цеха интернет-кафе
5. Технологические расчеты цеха цельномолочной продукции
9. Модель большого взрыва и расширяющейся Вселенной
10. Происхождение Вселенной. Большой взрыв
11. Стихийные бедствия и действия населения по ликвидации их последствий
12. Гражданская Оборона. Расчет параметров ядерного взрыва
13. Характеристика современных средств поражения и последствия их применения
15. Великобритания (расширенный вариант реферата 9490)
16. Особенности и правовые последствия принятия наследства в Российской Федерации
17. Монголо-татарское иго и его последствия
18. Приватизация муниципального жилищного фонда: Проблемы и правовые последствия
19. Порядок и правовые последствия признания субъекта хозяйствования банкротом
20. Реферат перевода с английского языка из книги “A History of England” by Keith Feiling
21. Реферат по книге Фернана Броделя
25. Христианизация Руси. Ее последствия
26. История технологического образования в России
27. Кревская уния и ее последствия
28. Разработка САПР трубчатых реакторов для производства малеинового ангидрида
29. Тепловое излучение, его характеристики и их измерение
30. Гигиена беременности. Аборт и его последствия
31. Ядерные реакторы и их опасность
32. Последствия стихийных бедствий и катастроф
33. Чернобыль - авария (причины, развитие, ликвидация последствий)
34. Влияние технологических процессов на окружающую среду и здоровье человека
35. Реферат по технологии приготовления пищи "Венгерская кухня"
37. Германия - инициатор двух мировых войн. Причины и последствия
42. Технологические операции штамповки
43. Разработка технологического процесса ЕО автомобиля ЗИЛ-130
45. Тепловой расчёт турбины ПТ-25-90/11
48. Разработка модели технологического процесса получения ребристых труб и ее апробация
50. Структура и формирование исходных данных, необходимых для расчета параметров технологических схем
60. Организация и планирование монтажа систем ТГСВ (монтаж наружных тепловых сетей)
61. Технологическая карта на бетонные работы
63. Разработка технологического процесса изготовления детали
65. Тепловой расчет паровой турбины Т-100-130
66. Технологические средства автоматизации
67. Разработка САПР трубчатых реакторов для производства малеинового ангидрида
68. Тепловой расчет парового котла
69. Технологическая карта механической обработки «Шкив»
74. Технологическое проектирование АТП
75. Разработка технологического процесса ТО-1 автомобиля ГАЗ-31029
76. Разработка технологического процесса ТР топливной аппаратуры автомобиля КамАЗ-5320
77. Разработка технологического процесса ЕО автомобиля ГАЗ-53
78. Разработка технологического процесса ТО-2 автобуса ЛиАЗ-677
79. Разработка технологического процесса восстановления шатуна двигателя автомобиля ГАЗ-53А
81. Разработка технологического процесса восстановления детали
82. Психология труда (Обзорный реферат по психологии труда)
83. Автоматизированные технологические комплексы
84. Технологические измерения и приборы
89. Тепловые процессы (из конспекта лекций 2000г.)
90. Реактивный двигатель и основные свойства работы тепловых машин
91. Потери электрической и тепловой энергии при транспортировке
92. Тепловые явления
93. Тепловые явления: холод из угля
94. Тепловые двигатели и их применение
95. Влияние технологических процессов на окружающую среду и здоровье человека
96. "Камю", "Сартр", "Шопенгауэр", "Ясперс", "Фромм" (Рефераты, доклады по философии)
97. Реферат по статье П. Вайнгартнера «Сходство и различие между научной и религиозной верой»
98. Технологические и экономические аспекты производства диметилового эфира терефталевой кислоты
99. Анализ и технологическая оценка химического производства