Методика предварительного теплового расчета активной зоны

Цель и задачи теплового расчета реакторной установки

Целью теплового расчета реакторной установки является оценка тепловой экономичности энергетического блока и определение основных теплогидравлических характеристик реактора для обоснования его теплотехнической надежности.

В рамках студенческого курсового проекта тепловой расчет проводится для стационарных режимов работы РУ с учетом особенностей предлагаемого типа реактора и на основе совокупности заданных в проекте исходных параметров.

Основные задачи теплового расчета РУ с ВВЭР СКД на этапе эскизного проектирования включают:

• 1) оценку коэффициента полезного действия АЭС для выбранной тепловой схемы преобразования тепловой энергии в электрическую;
• 2) определение тепловой мощности ядерного реактора и массового расхода теплоносителя;
• 3) выбор состава и определение размеров активной зоны в целом (объем, эквивалентный диаметр, высота);
• 4) расчет необходимого количества и геометрических характеристик отдельных элементов активной зоны (тепловыделяющих сборок, твэлов, водяных «стержней», пэлов, дисганционирующих решеток, проходных сечений для теплоносителя и замедлителя, поверхностей теплообмена и т. д.);
• 5) обоснование выбора топливных композиций, поглощающих, конструкционных и других материалов с учетом их теплофизических, ядерных, радиационных, нейтронно-физических, прочностных и коррозионных характеристик, а также требований непревышения эксплуатационных пределов;
• 6) определение средних по активной зоне значений тсплогидравлических параметров (удельной энергонапряженности, мощности единичной ТВС, массовой скорости теплоносителя, плотности теплового потока на поверхности твэлов, теплового потока на единицу длины и т. д.);
• 7) оценку неравномерности выделения энергии в активной зоне (по радиусу, высоте, объему) и выбор соответствующих коэффициентов неравномерности энерговыделения (на этапе предварительного теплового расчета эти коэффициенты задаются, а впоследствии уточняются по данным нейтронно-физических расчетов);
• 8) расчет тепловыделений в наиболее нагруженной ТВС с целью оценки значений максимальных тепловых нагрузок на поверхности твэлов и решения вопроса о необходимости (целесообразности) гидравлического профилирования активной зоны;
• 9) расчет температурных условий эксплуатации элементов теплонапряженной ТВС, определение максимальных значений температуры оболочек твэлов и топлива^[1];
• 10) расчет гидравлических сопротивлений при движении теплоносителя в активной зоне, определение затрат мощности на его прокачку;
• 11) анализ теплотехнической надежности активной зоны по предельным значениям температуры используемых материалов;
• 12) анализ устойчивости режимов эксплуатации;
• 13) определение максимальной температуры корпуса реактора с целью оценки его прочностных свойств.

• [1] Функция предполагаемого распределения мощности тепловыделения по высотеТВС на данном этапе может задаваться на основании данных, известных из литературных источников.