Тема: Нейтронно-физический расчет реактора типа ввэр

Курсовая работа

Дисциплина: «Реакторы и парогенераторы»

Определение теплотехнических характеристик для теплоносителя

 

№	Название	Обозначение	Размерность	Формула	Расчет	Результат
1	Температура воды на линии насыщения при Р1= 140 кгс/см2			таб XXIII, [1]	-
2	Температура воды на входе в реактор					290,08
3	Энтальпия воды на линии насыщения при Р1= 140 кгс/см2			таб XXIII, [1]		1562,1
4	Энтальпия воды на выходе из реактора при p1 и Tвых			таб XXIV, [1]		1491,67
5	Энтальпия воды на входе в реактор при p1 и Tвх					1286,18
6	Средняя температура в реакторе					307,58
7	Средний удельный объем воды при p1 и таб XXIV, [1]-0,0014165
8	Средняя плотность воды при p1 и 0,70597
9	Максимальная температура на выходе					330

10        Максимальная энтальпия на выходе при p1 и таб XXIV, [1]

1524,41
11	Средняя максимальная температура воды в реакторе					310,04
12	Средний максимальный удельный объем воды при p1 и таб XXIV, [1]-0,0014275
13	Средняя максимальная плотность воды при p1 и 0,70053

 

Геометрические характеристики кассеты

 

14	Диаметр сердечника твэла		мм			7,66
15	Число рядов твэлов в кассете		-	15
16	Конструктивный размер от кожуха до ряда твэлов		мм	0,825 ( 0,825· ( 2,888
16	Размер кассеты под “ключ”				175,18
17	Площадь живого сечения кассеты для прохода теплоносителя	мм2 13767,2999
18	Площадь, занимаемая топливом в кассете	мм2 7788,1467
19	Площадь, занимаемая конструкционным материалом оболочки твэла в кассете	3652,7926
20	Площадь, занимаемая конструкционным материалом кожуха в кассете	1081,0907
21	Площадь, занимаемая конструкционными материалами в кассете	+ 3652,7926+1081,09074733,8833
22	Площадь, занимаемая газовым зазором в кассете	287,2858

23        Площадь кассеты        13767,2999+7788,1467+3652,7926+

+1081,0907+287,285826576,6157
24	Площадь кассеты	26576,6157
25	Шаг кассет	175,18+5180,18
26	Площадь ячейки	мм² 28115,3696

27        Площадь, занимаемая водой в межкассетном пространстве       28115,3696-26576,61571538,7539

28	Суммарная площадь в кассете для прохода теплон.	+ 13767,2999+ 1538,753915306,0538
29	Вводно-топливное соотношение для кассеты	ωкас	-	/ 13767,2999/7788,14671,7677

 

Объемные доли компонент по ячейке в приближении к кассете

 

57	Объёмная доля топлива	- 7788,1467/28115,36960,277007
58	Объёмная доля газового зазора	- 287,2858/28115,36960,010218
59	Объёмная доля оболочки твэла	- 3652,7926/28115,36960,129922
60	Объёмная доля кожуха кассеты	- 1081,0907/28115,36960,038452
№	Название	Обозначение	Размерность	Формула	Расчет	Результат
61	Объёмная доля теплоносителя в кассете	- 13767,2999/28115,36960,489672
62	Объёмная доля теплоносителя в межкассетном пространстве	- 1538,7539/28115,36960,05473
63	Объёмная доля теплоносителя в ячейке	- + 0,489672+ 0,054730,544402
64	Объёмная доля конструкционных материалов в ячейке	- + 0,129922+ 0,0384520,168374

65        Сумма долей (проверка) εяч     -         0,277007+0,010218+0,544402+

+0,1683741,000001

 

Определение ядерных концентраций

Определение ядерных концентраций в веществе (т.е. «в самом себе»)

 

66	Молярная масса урана	г/мольM5·x5 + M8·(1- x5)235,12·0,044+238,12·(1-0,044)237,988
	Ядерные концентрации:
67	- для U	0,0216399
68	- для U-235	0,0009522
69	- для U-238	0,0206877
70	- для О2	0,0216399∙20,0432798
71	- для Н2О	0,0236081
72	- для He	0,0000268
73	- для Zr	0,0425215

 

Определение ядерных концентраций в ячейке

 

74	- для U	0,0216399 0,2770070,0059944
75	- для U-235	0,0009522 0,2770070,0002638
76	- для U-238	0,0206877 0,2770070,0057306
77	- для О2	0,0432798 0,2770070,0119888
78	- для Не	0,0000268 0,0102180,0000003
79	- для Zr	0,0425215 0,1683740,0071595
80	- для Н2О	0,0236081 0,5444020,0128523
81	- для Zr в оболочке	0,0425215 0,1299220,0055245
82	- для Zr в кожухе	0,0425215 0,0384520,001635

 

Усреднение микросечений поглощения и деления по спектру Максвелла для отдельных компонент

 

№НазваниеОбозначениеРазмерностьФормулаРасчетРезультат
104	Поглощения: - для U-235	342,2137917
105	- для U-238	1,4522269
106	- для О2	0,0001072
107	- для Не	0,0037511
108	- для Zr	0,0991373
109	- для Н2О	0,3558224
110	Деления: - для U-235	291,6082383

 

Длина диффузии

 

146	Квадрат длины диффузии	5,628609
147	Длина диффузии	2,372469

 

Длина замедления

 

№	Название	Обозначение	Размерность	Формула	Расчет	Результат
148	Отношение	- /0,52617480,1974293
149	Относительная граничная энергия	-Методом подбора-4,7303901
150	Энергия тепловых нейтронов	эВ 0,06914
151	Граничная энергия	0,06914∙4,73039010,32706
152	Граничная летаргия	- 15,62627
153	Возраст тепловых нейтронов	85,37832
154	Длина замедления	9,24004

 

Длина миграции

 

155Площадь миграции 5,628609+85,3783291,00693
156	Длина миграции	9,53976

 

Вывод

 

В результате работы были определены эффективный коэффициент размножения и реактивность для реактора типа ВВЭР в начале кампании в неотравленном горячем состоянии при нулевой мощности.

Величина реактивности в начале кампании в неотравленном горячем состоянии при нулевой мощности компенсирует следующие эффекты:

) выгорание и шлакование топлива за кампанию реактора;

) стационарное и нестационарное отравление реактора Xe-135;

) стационарное отравление реактора Sm-139;

) мощностной эффект реактивности.

 

Список использованных источников

 

1. Ганев И.Х. Физика и расчет реактора: Учеб. пособие для вузов / Под общ. ред. Н.А. Доллежаля - М.: Энергоатомиздат, 2011. 386 с.

. Тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод) / Под ред. Н.В. Кузнецова - М.: Энергия, 2010. 296 с.

. Галанин А.Д. Введение в теорию ядерных реакторов на тепловых нейтронах. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1990. 536 с.

. Алешин В.С., Саркисов А.А. Ядерные реакторы: Учеб. пособие для вузов - Л.: Судпромгиз, 2009. 372 с.

. Основы теории и методы расчета ядерных энергетических реакторов: Учеб. пособие для вузов / Г.Г. Бартоломей, Г.Б. Бать, В.Д. Байбаков, М.С. Алтухов; Под ред. Г.А. Батя - М.: Энергоатомиздат, 2008. 512 с.

Курсовая работа

Дисциплина: «Реакторы и парогенераторы»

Тема: Нейтронно-физический расчет реактора типа ВВЭР

 

Оглавление

 

Введение

1. Определение теплотехнических характеристик для теплоносителя

2. Геометрические характеристики кассеты

3. Конструктивные характеристики активной зоны

4. Расход теплоносителя средняя и максимальная скорости

5. Объемные доли компонент по ячейке в приближении к кассете

6. Определение ядерных концентраций

6.1 Определение ядерных концентраций в веществе (т.е. «в самом себе»)

6.2 Определение ядерных концентраций в ячейке

7. Температура нейтронного газа

7.1 Определение микросечений поглощения компонент при

7.2 Определение макросечений поглощения компонент и суммарного значения в макроячейке

7.3 Определение замедляющей способности для компонент при E=1эВ и суммарного значения в макроячейке

7.4 Определение температуры нейтронного газа и g-факторов для деления и поглощения

8. Усреднение микросечений поглощения и деления по спектру Максвелла для отдельных компонент

9. Усреднение макросечений поглощения и деления по спектру Максвелла для отдельных компонент и в целом для топлива в макроячейке

10. Расчет транспортных макросечений для отдельных компонент и в целом для топлива в макроячейке

11. Расчет замедляющей способности в резонансной области для отдельных компонент и в целом для макроячейки

12. Расчет замедляющей способности быстрых нейтронов для отдельных компонент и в целом по макроячейке 13. Расчет транспортных макросечений быстрых нейтронов для отдельных компонент и по макроячейке в целом

14. Определение длинны диффузии, длины замедления и длины миграции

14.1 Длина диффузии

14.2 Длина замедления

14.3 Длина миграции

15. Определение числа нейтронов деления на один акт поглощения

16. Расчет коэффициента размножения на быстрых нейтронах

17. Определение вероятности избежать резонансного захвата для отдельных компонент и общей вероятности избежать резонансного захвата для макроячейки

18. Определение коэффициента использования тепловых нейтронов

19. Расчет коэффициента размножения в бесконечной среде

20. Расчет коэффициента размножения в активной зоне конечных размеров

21. Определение реактивности на горячее неотравленное состояние реактора без мощности на начало кампании

Вывод

Список использованных источников

 

Введение

 

Целью работы является определение эффективного коэффициента размножения и реактивности для реактора типа ВВЭР в начале кампании в неотравленном горячем состоянии при нулевой мощности.

Активная зона реактора состоит из ТВС, располагаемых по правильной треугольной сетке. Плотность потока тепловых нейтронов максимальна в замедлителе между соседними ТВС и уменьшается по направлению к центру ТВС, достигая там минимума.

В реакторе распределение плотности потока тепловых нейтронов по его объему является суперпозицией трех распределений:

) распределение по объему гомогенизированной активной зоны;

) распределение по ячейке, относящейся к ТВС;

) распределение по ячейке, относящейся к твэлу.

Общее распределение  по реактору спадает от центра к периферии вследствие утечки нейтронов из реактора.

В целях упрощения расчетов используют метод эквивалентной ячейки. Выделение эквивалентной ячейки основано на двух основных положениях.

) Считается возможным выполнить расчет распределения  по ячейке отдельно от расчета по реактору. Это равносильно тому, что реактор принимается неограниченно протяженным, т.к. распределение  по бесконечно большому реактору постоянно ввиду отсутствия утечки нейтронов.

) Из первого положения следует физическая симметрия ячейки и равенства нулю производной  в центре и на границе ячейки.

Реальная граница ячейки имеет шестигранную форму.

В одномерном расчете реальная граница заменяется окружностью, что не вносит существенной погрешности,но позволяет проводить расчет в одном измерении.

Полученная ячейка совпадает по площади с реальной, что позволяет вычислить радиус ячейки.

Расчеты проводятся по модели ячейки в приближении к ТВС (макроячейка).