9.5. Расчет естественной циркуляции в сложных контурах

Сложные контуры естественной циркуляции имеют такие аппараты, в которых одна опускная система обеспе-чивает группу парогенерирующих каналов с различными

геометрическими, гидравлическими характеристиками в различными суммарными тепловыми нагрузками, а также различными профилями энерговыделения или теплоподвода по высоте и сечению канала (рис. 9.6).

Некоторые парогенерирующие установки имеют не-сколько различных опускных систем, обеспечивающих груп-пу различных парогенерирующих каналов. В корпусном реакторе с кипением теплоносителя в активной зоне (рис. 9.6,а) роль опускной системы выполняет кольцевая щель, образованная корпусом реактора и наружной обе-

Рис. 9.6. Схемы сложных циркуляционных кон-туров

чайкой активной зоны. Вода из верхней водяной полости по кольцевой щели поступает в емкость, расположенную под активной зоной, из которой распределяется по кассетам. Каждая кассета располагается от центра на расстоянии r₁, r₂, r₃, ..., r_k, имеет свое энерговыделение, обусловленное неравномерностью профиля энерговыделения по радиусу и высоте активной зоны. На рис. 9.6,б указан также сложный контур, в котором одна опускная система обеспечивает водой две группы различных парогенерирующих каналов. Естественная циркуляция в сложном контуре рассчитывается следующим образом. Для каждого парогенерирующего канала задаются тремя-четырьмя значениями массовых расходов: М₁, М₂, М₃, М₄. Для принятых массовых расходов в каждом канале определяют полезные напоры p_пол=f(М). Далее принимают три-четыре значения массовых расходов в опускной системе: Μ₁⁰, М₂⁰, М₃⁰, М₄⁰. Так как массовый расход воды через опускную систему ра-

вен сумме всех массовых расходов каждого парогенери-рующего канала, то

М₀'=М₁'+М"₁+М'"₁+ ... +M₁^к;

М₂⁰=М₂'+М₂"+М₂'"+ ... +М₂^к; (9.50)

М₃⁰=М₃'+М₃"+М₃"'+ ... +М₃^κ;

М₄⁰=М₄'+М₄"+М₄'" + .. . + М₄^к,

где Μ₁', Μ₁", Μ₁'", ..., M₁^к — соответственно принятые ми-нимальные расходы в первом, втором, третьем и k-м каналах; M₄', Μ₄", M₄'", ..., Μ₄^k — максимальные принятые массовые расходы в каналах. Остальные массовые расходы являются промежуточными: M₁'<Μ₂'<M₃'<M₄'. В соответствии с массовыми расходами в опускной системе определяем сопротивление: ΣΔp₀=f(M₀). Далее строим график (рис. 9.7).

Рис. 9.7. К определению действительных массовых расходов в паро-тенерирующих каналах

Прежде всего на график наносим значения полезных напоров в первом канале и строим кривую 1 [р_пол'=f(M')], далее наносим значения полезных напоров второго, третьего и k-гο каналов и проводим кривые 2—4 [р_пол''=f(M"), р_пол"'=f(M"'), p^к_пол=f(М^к)]. После этого проводим три горизонтальные линии А, В, С и выполняем графическое сложение отрезков: l₁+l₂+l₃+l₄. Значения этих сумм откладываем соответственно на прямых А, В, С, получаем точки 5—7, через которые проводим кривую, (отвечающую общей зависимости полезного напора в кон-

туре от всего массового расхода р_пол=f(М⁰). Затем на график наносим значения сопротивлений в опускной системе и проводим кривую DΣΔp₀=f(М⁰). По пересечению двух последних кривых можно определить действительные значения полезных напоров в парогенерирующих каналах и общий массовый расход в опускной системе. Из точки Ε проводим горизонтальную прямую. Пересечение этой прямой с линиями полезных напоров соответствует действительным значениям массовых расходов в первом (точка М_д'), втором (точка М_д"), третьем (точка М_д'") и к-м (точка М_д^к) каналах (рис. 9.7). При известных массовых расходах определяют массовые паросодержания и действительные значения кратностей циркуляции в каждом канале: х'=М_д'/D', х"=М_д"/D'', x"'=M_д'"/D"', х^κ=Μ_д^κ/D", æ'=1/x', æ"=1/х", æ'"= =1/х"', æ^к=1/х^к. Если в сложном контуре только часть опускной системы является общей (рис. 9.6,б), то целесо-образно при расчете гидравлических сопротивлений вклю-чать сопротивление отдельных звеньев, подводящих жидкость от общего стояка, в общее сопротивление подъем-ного канала.