4.2 Расчет расхода теплоносителя и его массовой скорости

4.2.1 Определение расхода теплоносителя через активную зону

Отвод тепла от тепловыделяющих элементов осуществляется теплоносителем, расход которого через активную зону определяется из уравнения теплового баланса в ЯР по параметрам 1-го контура

, кг/с

где - тепловая мощность реактора, кВт;

- доля тепла, выделяемая в активной зоне ЯР;

- энтальпия теплоносителя на входе и выходе из активной зоны, кДж/кг. Энтальпии определяются по заданному давлению и температуре теплоносителя

4.2.2 Определение среднего расхода теплоносителя через одну ТВС, кг/с:

4.2.3 Определение среднего расхода теплоносителя в расчёте на один ТВЭЛ, кг/с:

,

где - полное число стержней в ТВС(сумма твэлов, твэгов, каналов под ПЭЛ ОР СУЗ, центральный канал).

4.2.4 Определение максимального расхода через наиболее теплонапряжённую ТВС, кг/с:

где - радиальный коэффициент неравномерности тепловыделений в а.з.

4.2.5 Определение расхода теплоносителя в расчёте на один ТВЭЛ в центральной ТВС:

.

Определение средней скорости движения теплоносителя в ТВС, м/с:

где - средний удельный объем теплоносителя, определяемый по давлению и средней температуры теплоносителя, м³/кг.

-площадь проходного сечения теплоносителя в ТВС, м².

Площадь сечения для прохода теплоносителя для бесчехловой ТВС:

, м²

h_кл – размер ТВС под ключ,м.

где -наружные диаметры твэл, стержней регулирования и центральной трубки, м;

- количество твэл, стержней регулирования и центральных трубок в одной ТВС;

4.3 Расчет распределения линейной тепловой нагрузки твэл по высоте твс

Косинусоидальное распределение тепловыделения по высоте активной зоны существенно неравномерно: в центре активной зоны локальный тепловой поток максимален (q_max), на периферии активной зоны имеет наименьшее значение в связи с утечкой нейтронов.

Среднее значение тепловой нагрузки в распределении её по высоте активной зоны в аксиальном распределении

,

Коэффициент аксиальной неравномерности тепловыделения в активной зоне, по определению равен отношению максимального значения к среднему значению тепловой нагрузки:

Величина К_H жёстко связана с величиной соотношения Н_аз/Н_э: каждому значению Н_аз/Н_э соответствует строго определённое значение К_Н. Это позволяет рассчитать функцию К_Н(Н_аз/Н_э) и построить её график. В пределах изменения относительной высоты от Н_аз/Н_э = 0,85 (для водо-водяных реакторов малых высот), до значений Н_аз/Н_э = 0,95 (для очень больших активных зон) значения этой функции представлены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Зависимость КН от Наз/Нэ при косинусоидальном характере распределения энерговыделения

Наз/Нэф	0.85	0.86	0.87	0.88	0.89	0.90	0.91	0.92	0.93	0.94	0.95
kH	1.373	1.384	1.396	1.407	1.419	1.431	1.444	1.457	1.469	1.483	1.497

При принятом прототипном коэффициенте аксиальной неравномерности k_H с графика, представленного на рисунке 4.2, снимается величина относительной высоты активной зоны Наз/Нэф, а по ней находится величина Нэф.

Н_эф =Н_аз/( Н_аз/Н_эф )

Рисунок 4.2 – Зависимость коэффициента аксиальной неравномерности от относительной высоты активной зоны Н_аз/Н_э

Для дальнейшего расчета активная зона по высоте ТВС разбивается на участки длиной ΔZ. (Таблица 4.3).

Далее для каждой координаты рассчитываются распределения расчётных и максимальных тепловых нагрузок, температуры теплоносителя, температуры топлива и оболочки твэла, коэффициент запаса до кризиса теплоотдачи.

Таблица 4.3- Определение координат

z1	Z2	Z3	Z4	Z5	Z6	Z7	Z8	Z9	Z10	Z11
-Наз/2	-Наз/3	-Наз/4	-Наз/6	-Наз/8	0,00	Наз/2	Наз/3	Наз/4	Наз/6	Наз/8