ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы К расчету распределения температуры воды, протекающей в кассете водо-водяного энергетического реактора (ВВЭР) из "Теплообмен в элементах энергетических установок " 2] описаны конструкция, принцип работы и рабочие характеристики ВВЭР. Активная зона реактора диаметром 3 м и высотой 2,5 м составлена из 343 рабочих и 6 аварийных шестигранных трубчатых кассет. Сечение кассеты — подключ 144 мм, длина 3,2 м. В каждой кассете размещается по 91 тепловыделяющему элементу. [c.26] Тепловыделяющие элементы представляют собой длинные стержни / = 2500 мм) диаметром 10,2 мм. Они набираются в треугольной решетке с шагом 14,3 мм (фиг. 1), дистанционирование их осуществляется концевыми и промежуточными решетками. [c.26] Распределение температуры воды в кассете легко рассчитать, если пренебречь теплопроводностью в стержнях и принять, что в поперечном сечении отсутствует перемешивание воды. В таком случае температурная неравномерность будет максимальной. В действительности же вследствие наличия поперечного теплового потока, вызываемого перемешиванием воды при ее течении в пучке, неравномерность будет меньше. [c.27] Для аналитического описания и расчета температурного поля дискретные источники тепла в объеме кассеты представим как непрерывно распределенные. Это можно сделать ввиду сравнительно большого количества их. [c.27] Поместим кассету в прямоугольную систему координат. Ось х направим по диаметру кассеты, ось 2 — вдоль кассеты по ходу воды. [c.27] Примем, что тепловыделение в кассете зависит только от х я z. [c.27] Задача тогда может быть представлена следующей схемой. [c.27] Боковые поверхности кассеты (х = 0, x = Xo) изолированы. Вода при движении вдоль оси z частично перемешивается в поперечном направлении. Константа, характеризующая перемешивание, равна а. [c.27] Найти распределение температур в потоке воды t=t z, х). [c.27] Здесь изменение тепловыделения q в поперечном сечении кассеты принято линейным, так что плавная кривая распределения q по сечению реактора, выражаемая функцией Бесселя, заменяется ломаной линией с разными углами наклона (разные Ь) для разных кассет. [c.28] Для вычисления распределения температур в кассете нужно найти интеграл этого уравнения при следующих граничных условиях. [c.28] Сопоставляя кривые распределения концентрации примеси, получен-ные из решения уравнения (8) для различных значений е и различных Z и X, с экспериментальными кривыми для тех же z и д , можно получить значение е. [c.29] В опытах, которые были проведены и обработаны В. К. Орловым, экспериментально определялся коэффициент турбулентной диффузии в в продольном пучке трубок, размещение которых соответствовало размещению ТВЭЛ в кассете ВВЭР (фиг. 1), путем изучения перераспределения примеси гипосульфита МагЗгОз-ЗНгО в стационарном потоке воды. Пучок размещался в горизонтальном канале квадратного сечения размерами 130X130 мм. [c.29] Перед входной решеткой сечением 0,915 от сечения пучка устанавливался патрубок с перегородкой. Перегородка патрубка вместе с фланцами плотно прижималась к входной решетке и делила ее сечение на две равные части. С одной стороны перегородки протекала чистая вода, с другой — раствор гипосульфита (со = 0,352 0,695 г/л). [c.29] Для отбора проб использовались стальные трубочки диаметром 1 мм с косым срезом на конце, направленным навстречу потоку. [c.29] Для определения концентраций гипосульфита по сечению пучка пробы оттитровывались раствором свободного йода. Принятая методика определения концентрации гипосульфита практически устраняла ошибку, связанную с разведением начального раствора гипосульфита в потоке воды. Точность определения концентрации гипосульфита лежала в пределах точности титрования и при li°/o концентрации гипосульфита от начального (исходный раствор 0,5 г/м воды) не превышала 5%. [c.29] Таким образом, из опытных данных следует, что при выборе гидравлического диаметра в качестве определяющего размера пучка коэффициент турбулентной диффузии в пучке при прочих равных условиях превышает значение коэффициента турбулентной диффузии в свободном канале в 2,4 раза. Если же принять во внимание, что перемешивание осуществляется через узкие щели между трубками, то приходится прийти к выводу, что в пучке перемешивание значительно выше того, которое принято называть турбулентностью. Это можно объяснить тем, что в пучке при малейшем изменении расстояния между трубами отнот сительные сечения каналов, по которым течет вода, сильно меняются. При этом получается поперечный переток воды из одних каналов в другие и величина е получается большей, чем если бы каналы были точными. Кроме того, здесь дополнительное перемешивание создают входная решетка и дистанционирующие устройства. Чтобы здесь не вводить нового термина, будем эффективную величину е называть коэффициентом турбулентной диффузии. [c.30] В соответствии с конструктивными размерами кассеты, заданным тепловыделением и скоростью воды в ней определим величины, входящие в уравнения (4), (5) и (6). [c.31] Заштрихованная область на фиг. 1 — расчетная площадь сечения потока воды — f вод. Расчетный элемент — трехгранная призма с основанием, представляющим собой равносторонний треугольник со сторонами 14,4 мм, длиной 2500 мм. [c.31] Вернуться к основной статье