Теплогидравлический расчёт ядерного реактора мощностью 3070 МВт
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИИ И ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Институт атомной энергетики
Кафедра Ядерных паропроизводящих установок
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
По дисциплине "ТГР ЯР"
на тему
"Теплогидравлический расчёт ядерного реактора мощностью 3070 МВт"
Севастополь
Содержание
Перечень принятых обозначений и сокращений
Введение
. Компоновка и определение геометрических размеров активной зоны реактора и тепловыделяющей сборки
. Расчёт расхода теплоносителя и его массовой скорости
. Расчёт распределения температуры теплоносителя по высоте а.з. ЯР
. Расчёт распределения температуры стенки ТВЭ по высоте ТВС
. Определение координат и паросодержания зоны поверхностного кипения
. Расчёт температуры ядерного топлива по высоте ТВЭла
. Определение запаса до кризиса теплоотдачи
. Гидравлический расчёт активной зоны ЯР
Заключение
Список литературы
Перечень принятых обозначений и сокращений
а.з. - активная зона;
АЭС - атомная электрическая станция.
АЭУ - атомная энергетическая установка.
ВВЭР - водо-водяной энергетический ядерный реактор.
ГЦН - главный циркуляционный насос.
КПД - коэффициент полезного действия.
ПГ - парогенератор.
ППУ - паро-производящая установка.
т/н - теплоноситель.
ТВС - тепловыделяющая сборка;
ТВЭл - тепловыделяющий элемент
ЭГ - электрогенератор
ЯР - ядерный реактор.
ЯТ - ядерное топливо.
Введение
В связи с интенсивным ростом количества атомных станций, а также с ростом числа их моделей и модификаций существенным становится вопрос о преимуществах тех или иных установок. В то же время перед конструкторами стоит ряд вопросов, для которых оптимальные решения всё ещё не найдены. На атомных станциях идёт крупнейший оборот финансовых средств и малейший выигрыш в экономичности приносит огромные прибыли, однако нельзя забывать о надёжности и затратах при строительстве установки - это сложная комплексная задача. Эта задачи решается на стадии проектирования.
Расчет реактора на стадии проектирования предполагает определение основных параметров активной зоны, значений температуры, давления и расходов сред, определяющих энергопотоки в реакторе, энергораспределений и условий эксплуатации элементов активной зоны ядерного реактора.
Поиск наиболее выгодного решения из всего многообразия возможных решений - важнейшая задача при проектировании.
1. Компоновка и определение геометрических размеров активной зоны реактора и тепловыделяющей сборки
Нахождение объёма активной зоны
где - тепловая мощность реактора; - среднее удельное энерговыделение в активной зоне, принимаем .
Определение диаметра и высоты активной зоны
где - отношение высоты активной зоны к её диаметру, принимаем (выбираем исходя из соображений минимальной утечки тепловых нейтронов из цилиндрической активной зоны при которой достигается минимальный критический объём)
Определение площади поперечного сечения ячейки
Ячейка а.з. ЯР представляет собой объем, занимаемый ТВС с относящимся к нему замедлителем.
где - размер кассеты под ключ.
Определение числа ТВС в активной зоне
шт.
где - площадь поперечного сечения активной зоны.
Рисунок 1. Поперечное сечение ячеек гетерогенной активной зоны ЯР с треугольной решеткой ТВС и ТВЭ
2. Расчёт расхода теплоносителя и его массовой скорости
Определение расхода теплоносителя через активную зону
где - доля тепла, выделяемая в активной зоне ЯР по таблицам Ривкина:
=f(р=16.5МПа, =326оС)= 1488.3 кДж/кг
=f(р=16.5МПа, =293оС)= 1304.6кДж/кг
Нахождение среднего расхода теплоносителя через одну ТВС
Определение максимального расхода через наиболее теплонапряжённую ТВС
где = - радиальный коэффициент неравномерности тепловыделений в активной зоне. В современных ВВЭР Кк=1.3…1.5. В расчет принимаем 1.4
Определение среднего расхода теплоносителяв расчёте на один ТВЭл
где - полное число стержней в ТВС
Определение средней скорости движения теплоносителяв каналах активной зоны
где - средняя плотность теплоносителя в ТВС, .
=f(р=16.5МПа; =310оС)= 0.0014144 м3/кг
==1/0.0014144=707.0136
Площадь сечения для прохода теплоносителя равна:
3. Расчёт распределения температуры теплоносителя по высоте активной зоны реактора
Построение зависимости изменения температуры теплоносителя по высоте активной зоны. Максимальная температура теплоносителя
где - коэффициент, учитывающий влияние условий охлаждения топливных элементов; - эффективная высота активной зоны; - торцевая эффективная добавкапри наличии железоводного отражателя.
Температура при средней тепловой нагрузке:
Максимальная величина температуры теплоносителя:
tтн(z)=tmaxтн(z)=