Физический расчет ядерного реактора
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
ение внешнего радиуса ТВЭл1.4 [см]
Интервал изменения радиуса ТВЭл0.1 [см]
Площадь дополнительных материалов в ТК0 [см2]
Число ТВЭл в сборке7
Радиус пучка ТВЭл3.78 [см]
Толщина внешней оболочки ТВЭл0.03 [см]
Толщина внутренней оболочки0 [см]
Внутренний радиус ТВЭл по горючему0 [см]
Внешний радиус трубы ТК5 [см]
Толщина трубы ТК0 [см]
Проведя оптимизацию, были выбраны следующие параметры ячейки:
Шаг решетки22 см
Радиус ТВЭл1.2 см
Коэффициент размножения на тепловых нейтронах в топливе (h)1.8777
Коэффициент размножения на быстрых нейтронах (e) 1.0227
Вероятность избежать резонансного захвата (j)0.7488
Коэффициент использования тепловых нейтронов внутри фикт. блока (q0)0.9768
Коэффициент использования тепловых нейтронов
ячейки с фикт. блоком (qф)0.9851
Коэффициент использования тепловых нейтронов (q)0.9623
Коэффициент размножения для бесконечной среды (k)1.3838
Коэффициент экранировки блока горючего (F)1.4659
Суммарная площадь, занимаемая топливом (Sтопл)31.6672
Площадь теплоносителя в канале (Sтн)45.2694
Площадь конструкционных материалов в канале (Sкм)1.6032
3.2.2 Расчет эффективного коэффициента размножения
Прежде, чем приступать к расчету эффективного коэффициента размножения, необходимо уточнить скорость прокачки теплоносителя. Параметры новой ячейки:
Шаг решеткиA = 22 [см],
Радиус ТВЭлRТВЭл = 1.2 [см],
С учетом новых параметров произведем расчет.
Максимальная удельная объемная нагрузка активной зоны:
,
,
Максимально допустимая тепловая нагрузка:
,
,
, ,
Необходимая скорость прокачки теплоносителя:
.
Расчет эффективного коэффициента размножения
Квадрат длины диффузии для решетки определяется по формуле:
,
где - квадрат длины диффузии в замедлителе,
- обратная величина коэффициента экранировки.
Площадь фиктивного блока:
Транспортное макросечение в фиктивном блоке:
,
Возраст нейтронов в решетке определяется по формуле:
,
где tзам определяется по формуле:
,
Где t1 = 364 см2 - возраст нейтронов в чистом замедлителе,
tin = 231 см2 - возраст нейтронов, испытавших неупругое рассеяние в топливе, = 0.09 - доля нейтронов, испытавших неупругое рассеяние до вылета из блока.
,
,
Длина миграции в отражателе:
,
Толщина отражателя:
,
Эффективная добавка за счет отражателя для уран-графитовых реакторов:
Геометрический параметр для цилиндрического реактора:
,
где ,
,
Тогда
,
Найденные значения подставляем в формулу для эффективного коэффициента размножения:
.
3.3 Температурный эффект реактивности
При работе реактора происходит существенное повышение температуры всех материалов активной зоны, отражателя и корпуса реактора.
При повышении температуры повышается температура нейтронного газа, что приводит к уменьшению сечений поглощения и деления тепловых нейтронов. Повышение температуры приводит к уменьшению их плотности вследствие расширения материалов, что приводит к уменьшению числа ядер в единице объема и, следовательно, к уменьшению макро сечений. Повышение Т вызывает смещение энергии "сшивки" спектров тепловых и замедляющихся нейтронов в область больших энергий. Сдвиг энергии "сшивки" приводит к уменьшению возраста тепловых нейтронов.
Повышение температуры ядерного горючего приводит к уширению резонансов горючего вследствие их теплового движения.
Все это приводит к изменению реактивности реактора.
.3.1 Зависимость поперечных сечений от температуры
Для расчета реактора при рабочей температуре нужно найти эффективную температуру нейтронов и соответствующие ей новые значения сечений и других параметров реактора.
При расчете можно принимать, что средняя температура замедлителя равна средней температуре теплоносителя, но это справедливо только для стержневых ТВЭл.
Эффективная температура нейтронного газа определяется по формуле:
(К)
сечения поглощения и рассеяния берутся при температуре замедлителя.
Сечения при температуре нейтронного газа определяются следующим образом:
где ?а0 - микроскопическое сечение поглощения стандартных нейтронов; fа(Тн.г.) - поправочный коэффициент, характеризующий отклонение сечения от закона 1/v. Аналогично можно определить ?f.
Обычно зависимость сечения рассеяния от температуры очень слабая.
Определим температуру замедлителя:
,
Произведем уточнение сечения при температуре замедлителя.
Микро- и макросечения для U235:
,
,
Микро- и макросечения для U238:
,
,
Микро- и макросечения для графита:
,
Микро- и макросечения для стали:
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
Микро- и макросечения для Гелия:
,
.
Микро- и макросечения для кислорода:
,
,
Микро- и макросечения для UO2:
,
,
3.3.2 Определим доли материалов после оптимизации
1. Доля замедлителя:
. Доля топлива:
. Доля теплоносителя:
. Доля конструкционных материалов:
С учетом долей материалов и пересчитанного сечения, получаем усредненные сечения по ячейке:
- усредненное макросечение поглощения по ячейке,
- усредненная замедляющая способность по ячейке.
Уточним fгр:
,
То?/p>