Расчет распределения основных теплотехнических параметров теплоносителя и материалов твэла по высоте А. З. , оценка запасов до критических значений определяющих параметров.

 

Определение вспомогательных величин:

Линейный средний тепловой поток: , МВт/м,

Активная зона: , МВт/м.

Боковой экран: , МВт/м.

Максимальный линейный тепловой поток: .

- коэффициент неравномерности тепловыделения по высоте (определялся ранее).

Активная зона: , МВт/м.

Боковой экран: , МВт/м.

Для активной зоны с учетом торцевых экранов определяем необходимые величины на разной высоте твэла:

По формуле , МВт/м, определим линейный поток на различной высоте активной зоны. А также определим плотность теплового потока и объемное тепловыделение по формулам:

Таблица «Изменение линейного потока, плотности потока и объемного тепловыделения в зависимости от высота активной зоны»

	ql(z),МВт/м	qs(z),МВт/м^2	qV(z),МВт/м^3
	0,024	1,171	709,76
1\4Наз	0,047	2,285
0,5*Наз	0,056	2,699
5\8Наз	0,054	2,594
3\4Наз	0,047	2,285
Наз	0,024	1,171	709,76

 

Подогрев теплоносителя по всей длине твэла 224⁰С, температура на входе 380⁰С. Тогда подогрев на разной высоте будет определятся как [7]:

Перепад температур между натрием и оболочкой твэла: где

коэффициент теплоотдачи ,Вт/м²⁰С, [10].

Гидравлический диаметр и критерий Nu определялся ранее.

,м.

Nu=11,239.

Величина берется с учетом изменения температуры натрия по высоте.

 

Наружная температура оболочки[7]: ,⁰С.

Таблица «Изменение dТаз(z), Ттепл, λ.Na(z), α.(z), ΔТ.α в зависимости от высоты активной зоны»

 

Перепад температур в оболочки твэла[7]:

где коэффициент теплоотдачи стали λ.об.1=12.76+1.67*10^-2*Т.об.нар,

dоб=5.8*10^-3,м.

Температура оболочки на внутренней поверхности: [7]

 

Перепад температур в зазоре: где ,

Кз=5000,Вт/м^{2 0} С,dтопл=5.7*10^-3,м.

Наружная температура топлива: [7]

Перепад температур по топливу [7]: где r_топл= dтопл/2,

 

Тогда температура в центе сердечника:

Таблица «Изменение λ.об, ΔТ.об, Т.об, q.sз, ΔТ.з, Т.нар.топл, ΔТ.топ, Т.сер.ц в зависимости от высоты активной зоны»

 

График изменения температур в активной зоне в зависимости от высоты активной зоны.

Для зоны воспроизводства находим изменение температур по высоте по тем же формулам.

Таблица «Изменение удельных потоков, dТаз(z), Ттепл, λ.Na(z), α.(z), ΔТ.α в зависимости от высоты зоны воспроизводства»

 

Таблица «Изменение λ.об, ΔТ.об, Т.об, q.sз, ΔТ.з, Т.нар.топл, ΔТ.топ, Т.сер.ц в зависимости от высоты зоны воспроизводства»

 

График изменения температур в активной зоне в зависимости от высоты зоны воспроизводства.

 

Из графиков видно, что температура теплоносителя практически совпадает с температурой наружной оболочки твэла. Максимальная температура топливного сердечника находится в центральной плоскости реактора и составляет 2100 и 888,9⁰С в активной зоне и зоне воспроизводства соответственно, что лежит в допустимых пределах.

Температуры теплоносителя и наружной оболочки твэла по высоте бокового экрана практически совпадают с аналогичными температурами в активной зоне.

 

В то же время максимальная температура топливного сердечника за счет более низкой тепловой нагрузки в боковом экране примерно в 2.4 раза меньше, чем в активной зоне.