Тепловые параметры реактора, ТВС и твэлов
В табл. 5.15 приведены максимально - возможные в течение кампании значения коэффициентов неравномерностей энерговыделений и мощности ТВС для типовых ячеек активной зоны реактора. Значения коэффициентов неравномерностей энерговыделений приняты по данным раздела 5.3.6, полученным при моделировании на физической модели реактора последовательных загрузок в каждой из этих ячеек свежей ТВС при среднем выгорании по активной зоне около 20%.
Таблица № 5.15
Максимально-возможные в течение кампании мощностные характеристики ТВС в типовых ячейках активной зоны
| Номер типовой ячейки | |||||
| Максимальное значение коэффициента неравномерности энерговыделений: | |||||
| · по ячейкам зоны, Ks при максимуме энерговыделений в типовой ячейке | 1,27(30) | 1,09(30) | 0,93(32) | 1,35(29) | 2,16(29) |
| · по сечению ТВС, Кк | 1,43 | 2,00 | 1,87 | 2,02 | 2,06 |
| · по высоте ТВС, Kz | 1,25 | 1,25 | 1,25 | 1,25 | 1,25 |
| Максимально возможная мощность ТВС, МВт | 4,363 | 3,745 | 2,99 | 4,803 | 7,685 |
Цифры в скобках первой строки табл. № 5.15 соответствуют округленному до целого значения количеству полномасштабных ТВС (в расчете на 188 твэлов), находящихся в энерговыделяющем пространстве активной зоны на момент ее состояния, соответствующего максимальным значениям коэффициентов неравномерности энерговыделений для типовой ячейки. Это количество определяется положением КО (долей введенной в зону топливной подвески) и количеством ТВС 184.05 (160 твэлов), находящихся в активной зоне (для данных, приведенных в табл.5.15, оно принято равным 6).
Расчеты максимальных значений температурных параметров твэлов, которые могут реализовываться в течение кампании в типовых ячейках активной зоны, для стационарного режима работы реактора на номинальном уровне мощности 100 МВт проводился по программе КАНАЛ-К [5.32]. В каждой ТВС по табл. № 5.15 обсчитывался фрагмент из 8 соседних наиболее напряженных твэлов, включая и твэл с максимальным энерговыделением. Исходные данные и результаты расчета сведены в табл. № 5.16.
Таблица № 5.16
Расчетные параметры ТВС и твэлов при мощности реактора100 МВт
| Параметр | Значение | ||||
| Мощность реактора, МВт | |||||
| Температура теплоносителя на входе в активную зону, оС | |||||
| Давление теплоносителя на входе в реактор, МПа | |||||
| Температура теплоносителя в нижней камере смешения, оС | 88,5 | ||||
| Номер типовой ячейки | |||||
| Расход теплоносителя через ТВС, м3/ч | 40,2 | 49,9 | 37,8 | 65,7 | 121,8 |
| Средняя скорость теплоносителя, м/с | 3,9 | 4,9 | 3,7 | 6,6 | 12,0 |
| Температура теплоносителя на выходе из расчетной ячейки с максимальным энерговыделением, оС | |||||
| Максимальная температура оболочки твэла во впадине креста, оС | 300,1 | 301,1 | 298,1 | 304,7 | 313,5 |
| Максимальная температура топливной композиции в центре креста, оС | 416,2 | 428,1 | 398,3 | 463,6 | 575,0 |
| Максимальная тепловая нагрузка, МВт/м2 | 7,0 | 8,4 | 6,3 | 10,8 | 17,6 |
| Максимальный расчетный коэффициент запаса по критическим тепловым нагрузкам, Ккр | 1,51 | 1,51 | 1,51 | 1,51 | 1,51 |
Следствием используемого на реакторе СМ-3 режима частичных перегрузок распределение энерговыделений по активной зоне изменяется как от кампании к кампании, так и в процессе каждой отдельной кампании. При перегрузках свежие ТВС устанавливаются, как правило, по две во внутренний и наружный слои зоны и не более двух ТВС в квадранте. В процессе кампании распределение энерговыделений зависит от перемещения РО СУЗ, изменения объема зоны за счет ввода топливных догрузок КО, неравномерных по зоне выгорания и отравления. С учетом этого и реализация приведенных в табл. № 5.16 режимов охлаждения твэлов в том или ином наборе топливных ячеек также будет зависеть от конкретной кампании и ее протекания.
Особенностью работы твэлов в реакторе СМ-3, как и в СМ-2, является использование форсированного охлаждения самых энергонапряженных твэлов за счет допущения поверхностного кипения теплоносителя во всех типовых ячейках зоны в режимах с максимальным энерговыделением в ТВС этих ячеек (гидропрофилирование с обеспечением одинакового запаса до кризиса). На части твэлов с максимальным энерговыделением температура наружной поверхности оболочки твэлов выше температуры насыщения, что вызывает образование пузырей в микровпадинах ее поверхности. В свою очередь, недогрев теплоносителя до температуры насыщения приводит к быстрой конденсации паровых пузырьков, и, таким образом, объемное паросодержание в потоке отсутствует. Подкипание теплоносителя увеличивает коэффициент теплоотдачи, что обуславливает сохранения температуры оболочки твэлов на сравнительно низком уровне. За все время эксплуатации реакторов СМ-2 и СМ-3 гидравлической и нейтронной нестабильностей в работе активной зоны и СУЗ не отмечено.
Дата добавления: 2015-06-17; просмотров: 1227;