Гидравлика реактора

Схема разделения теплоносителя на различные потоки по трактам внутри реактора представлена на рис. 5.10. Холодный (напорный) теплоноситель на вход активной зоны поступает двумя основными потоками [5.6]:

· нисходящим Q₁ ®Q₂ ®Q₃ (с отбором Q₄ на дегазацию из-под крышки реактора);

· нисходяще - восходящим Q₁ ® Q₆ ® Q₈ с перетечками в сливной тракт через антисифонные отверстия (Q₅), дренажные отверстия в стаканах опорной решетки центральной зоны (Q₁₀) и щели в ножках бериллиевых вкладышей ЦБТМ (Q₁₁).

Между этими двумя опускными трактами имеются также перетечки Q₇ по зазору диаметром 1210 мм между нижней частью разделителя и корпусом центральной зоны. Подогретый теплоноситель к выходу из реактора движется подъемным трактом Q₁₂ ® Q₁₃.

Расчетные значения расходов теплоносителя по различным участкам гидравлических трактов внутри корпуса реактора в номинальном режиме работы ПК приведены в табл. № 5.12 для двух состояний отражателя [5.12, 5.13]: 1 - с полностью занятыми облучательными ячейками и 2 - при наличии в кладке отражателя 20 пустых ячеек, а в табл. № 5.13. - значения потерь давления по наиболее характерным гидравлическим трактам. Гидравлические характеристики реактора и некоторых его элементов показаны на рис. 5.11 ¸ 5.13.

Таблица № 5.12

Распределение потоков теплоносителя в реакторе(номинальный режим работы ПК)

1,2 - состояния отражателя 1 и 2 соответственно

Рис. 5.11 Гидравлическая характеристика отражателя

Рис. 5.12 Гидравлическая характеристика ЦБТМ

1-активная зона; 2-реактор; 3-напорная характеристика насосов ПК,

приведенная к патрубкам реактора.

Рис. 5.13 Гидравлические характеристики реактора и активной зоны

В активной зоне реактора СМ-3 сохранено применявшееся в СМ-2 профилирование расходов теплоносителя по ячейкам активной зоны в соответствии с их энерговыделениями [5.6, 5.30, 5.31]. Эффективность и надежность используемой схемы гидропрофилирования подтверждены опытом эксплуатации этих реакторов в 1978¸98 гг. За основной критерий профилирования принято обеспечение одинаковых запасов по критическим тепловым нагрузкам для всех ячеек с ТВС с учетом максимально возможных энерговыделений в каждой из ячеек, наблюдаемых в течение всей кампании по мере уменьшения запаса реактивности и перекомпоновки органов СУЗ.

Таблица № 5.13

Потери давления по трактам реактора (номинальный режим работы ПК)

Конструктивно гидропрофилирование реализуется установкой в 24 ячейках активной зоны (включая и ячейки КО) съемных дроссельных вставок, ограничивающих расходы теплоносителя через эти ячейки по сравнению с восемью максимально напряженными ячейками типа 54 (рис. 5.5 в разделе 5.2). В последних дроссельные вставки отсутствуют, но установлены специальные втулки, обеспечивающие подачу теплоносителя в систему КГО с незначительным увеличением гидравлического сопротивления всего тракта [5.30]. Эти ячейки характеризуются максимальными значениями расходов теплоносителя и гидравлическое сопротивление их трактов определяет потери давления на активной зоне. Для снижения этих потерь ячейки типа 54 снабжены выходными диффузорами. Ячейки типа 46 представляют собой направляющие трубы квадратного сечения, в которых перемещаются КО с топливной подвеской в виде штатной ТВС. Общий поток теплоносителя через каждую из этих ячеек складывается из потока через ТВС (назначается в соответствии с энерговыделением ячейки 46) и байпасирующего потока по щели между кожухом ТВС и направляющей трубой КО.

Характеристики гидропрофилирования активной зоны приведены в табл. № 5.14.

Таблица № 5.14

Характеристики гидропрофилирования ячеек активной зоны

*В числителе - расход через ячейку, в знаменателе - через топливную подвеску.