Неравномерность энерговыделения в активной зон

Глубина выгорания и неравномерность энерговыделения в активной зоне. Из-за неравномерности нейтронного потока и несовершенства регулирования в активных зонах ядерных реакторов имеет место значительная неравномерность энерговыделения по высоте и диаметру зоны и по отдельным ТВС и твэлам. Поэтому локальные значения глубины выгорания топлива различаются между собой в несколько раз. Предельные (максимальные) значения а акс, на которые должна быть рассчитана работоспособность твэлов и ТВС, определяются с учетом неравномерности энерговыделения по активной зоне в целом. Отличие Омакс от а в выгружаемом топливе зависит также от размера одновременно выгружаемой партии. Если будет выгружаться одновременно вся активная зона, тогда коэффициент неравномерности выгорания топлива в чей будет максимальным. Но практически перегружается лишь часть активной зоны (например, в реакторах ВВЭР-440 1/3 зоны в год). В реакторах канального типа одновременно перегружается только несколько каналов. В этом случае неравномерность выгорания топлива в выгружаемых ТВС будет минимальной ( 1,1—1,2) и величина Омакс будет определяться в основном неравномерностью выгорания по высоте ТВС. В ТВС мощных реакторов типа PWR или ВВЭР, содержащих большое число твэлов (свыше 200), в отдельных группах твэлов проявляется не только осевая, но и радиальная неравномерность выгорания топлива, связанная с их расположением в сборке. Таким образом, средняя глубина выгорания является расчетной величиной, характеризующей энергетическую эффективность использования топлива в данном реакторе. Она может существенно отличаться от фактического максимального (минимального) значения а. Максимальная глубина выгорания Омакс — это величина, определяющая требования к надежности и работоспособности твэлов и ТВС. [c.102]

При проектировании активной зоны ядерных реакторов стремятся к тому, чтобы неравномерность энерговыделения при всех режимах работы была небольшой и значение а было наиболее близким к максимально допустимому. Тем самым достигается наиболее экономичное использование топливной загрузки и наиболее полно реализуются технические возможности данного топлива и примененной конструкции твэлов и ТВС. [c.103]

Мгновенное значение объемного коэффициента неравномерности энерговыделения kv —kz k в значительной мере характеризует ядерно-физическое и конструкционное совершенство активной зоны, определяет удельную загрузку реактора топливом, отнесенную к тепловой или электрической мощности реактора (т/кВт), и тем самым влияет на основные экономические показатели АЭС (затраты на топливную загрузку, габаритные параметры, капиталовложения в оборудование реакторов и т. п.). [c.107]

Эффективная добавка определяет уменьшение критических линейных размеров активной зоны при добавлении отражателя. Для энергетических реакторов эффективная добавка мала по сравнению с линейными размерами и существенно не влияет на коэффициенты неравномерности энерговыделения по реактору (отношение максимального энерговыделения к среднему) коэффициент неравномерности энерговыделения по радиусу К , по высоте и по объему = Kf.K . Для активной зоны без отражателя = л/2 = 1,57. = 2,32 и = 3,64. [c.139]

Реальная структура активных зон энергетических реакторов неоднородна. Это обусловлено желанием уменьшить коэффициенты неравномерности энерговыделения (повысить среднюю удельную энергонапряженность) и увеличить среднюю глубину выгорания выгружаемого топлива (снизить топливную составляющую в эксплуатационных затратах). Коэффициент неравномерности энерговыделения по высоте энергетических реакторов не намного меньше, чем для реактора без отражателя. Коэффициент неравномерности энерговыделения по радиусу регламентируется Госатомнадзором РФ и должен быть не выше 1,35 при работе на номинальной мощности. [c.139]

Компенсация избыточной реактивности в общем случае осуществляется подачей борной кислоты в теплоноситель (борное регулирование), механическими органами СУЗ и выгорающим поглотителем. Основное преимущество борного регулирования — существенное уменьшение неравномерности энерговыделения по объему активной зоны. С помощью этого способа производится компенсация медленных эффектов реактивности выгорание топлива, стационарное отравление ксеноном и самарием, расхолаживание активной зоны. Для компенсации быстрых изменений реактивности используются механические органы СУЗ. [c.151]

Движение теплоносителя в активной зоне ядерных реакторов является, как правило, турбулентным. Процессы, связанные с турбулентностью, сравнительно легко поддаются решению только в некоторых простых случаях. При решении же задач гидродинамики и теплообмена в активной зоне трудность описания турбулентного потока усугубляется сложностью геометрических форм элементов активной зоны, неравномерным характером энерговыделения и необходимостью определения локальных характеристик. Эти обстоятельства потребовали применения комплексного расчетно-экспериментального подхода к решению задач и создания новых методов (приближенное тепловое моделирование, учет анизотропности турбулентного обмена в сложных каналах, модель пористого тела и т. п.) с широким применением ЭВМ. На наш взгляд, только комплексный подход позволит получить наиболее полное представление о сложных процессах гидродинамики и теплообмена в активных зонах реакторов и создать надежные расчетные рекомендации. Диапазон теплогидравлических расчетов весьма широк от инженерных оценок по приближенным формулам до численных расчетов на математических моделях с помощью ЭВМ в зависимости от стадии проектирования ядерного реактора и степени изученности тепло-физических процессов. [c.7]

Проектный теплогидравлический расчет водографитового реактора типа РБМК. Расчет паропроизводительной установки типа РБМК (рис. 9.42) проводится с целью определения размеров активной зоны и требует задания следующих исходных данных тепловой мощности реактора Мт, давления в контуре реактора, температуры питательной воды, высоты активной зоны, толщины отражателей, шага квадратной решетки технологических каналов (ТК), размеров конструкционных элементов ТК (в том числе и твэлов) и контура циркуляции, коэффициента теплопередачи через зазор между оболочкой твэла и топливным сердечником (йз), коэффициента неравномерности энерговыделения по радиусу активной зоны и ТК кг, тк). Доли энерговыделения в твэлах (т)тв) в конструкционных материалах и в замедли-.реле. Кроме того, задаются лимитирующие параметры допустимая температура топлива (Т "), минимальный запас до критической мощности ТК (%р = и доля ТК в зоне [c.150]

V — наибольшее значение комплекса, характеризующего неравномерность энерговыделения по высоте ТВС Я вс — высота тепловыделяющей сборки kr — коэффициент неравномерности тепловыделения по радиусу ТВС Якр — критическое давление г — скрытая теплота парообразования По — обогреваемый периметр ТВС Йт — минимальный теплогидравлический диаметр тепловой ячейки (pw) — массовая скорость теплоносителя Ibx, i — энтальпия теплоносителя на входе в ТВС и на линии насыщения. Будем считать, что выражение (2) использовалось в тепловом расчете рассматриваемой активной зоны для вычисления критической мощности наиболее теплонапряженной ТВС, определяющей предельные условия безаварийной работы реактора. Пусть эта тепловыделяющая сборка характеризуется параметрами Ятвс = 1 м v= 1,25 1,05 L, = A-[Q- м ПоЗ. = 8-10 " м. Если представить массовую скорость теплоносителя в виде (рш) = = /гшО/( твс 3600/у), где /Сш — коэффициент щайбования рассматриваемой ТВС %вс — число ТВС в активной зоне / — проходное сечение ТВС v — удельный объем теплоносителя на входе в ТВС, то при /гш=1,1 Ятвс = 400 и / = 6-10 м (pay) = G(785,5y). При изменении расхода теплоносителя через реактор в диапазоне 1000—1500 м /ч сформулированным условиям соответствует А = / к. Подставив выражение для А и (pw), а также значения перечисленных выше параметров в формулу (2), получим [c.143]

Существенное влияние на ресурс работы топлива и ТВЭЛов оказывают неравномерность энерговыделения в активной зоне, определяющаяся искажением нейтронных полей, вносимым регулирующими стержнями (переходные мощностные режимы) и утечкой нейтронов из объёма активной зоны реактора, а также выгорание Я. г., соответствующее массовому накоплению осколков в топливе. Выгорание Я. г. достигает 2—6% по массе в реакторах на тепловых нейтронах и более 10% —в реакторах на быстрых нейтронах. Оно приводит к существенному изменению свойств топлива возникает зашлаковывание высокопоглощающими нейтроны нуклидами, носящее нестационарный характер, изменяется кристаллич. структура топлива, снижается темп-ра плавления, изменяются теплофиз. и прочностные характеристики и т. д. [c.665]

Неравномерность энерговыделения в активной зоне в целом определяется многими факторами размерами зоны (по радиусу и высоте), размещением, физическими параметрами и конструкцией органов регулирования нейтронного потока составом, свойствами применяемого топлива конструкцией ТВС и выбранной решеткой размеш,ения твэлов. Для выравнивания полей энерговыделения применяются выгораюш,ие поглотители нейтронов, борное регулирование, переменная по зонам загрузка топлива различного обогаш,ения, профилирование обогащения по высоте твэлов, по сечению ТВС и т. п. [c.103]

Допустимая тепловая мощность реактора, определенной зоны или отдельного канала (сборки) в конечном счете ограничивается максимальной энергонапряженностью топлива /макс в самом напряженном твэле или участке ТВС активной зоны. С учетом же коэффициента неравномерности энерговыделения по высоте (kz) и радиусу (kr) средняя энергонапряженность топлива в отдельных ТВС или каналах, а также в группах ТВС (в зонах равного обогащения урана) и в активной зоне реактора в целом ока- [c.106]

Без учета коэффициента запаса на неточность изготовления кассет и коэффициента запаса на неточность поддержания заданной мощности коэффициент неравномерности энерговыделения по объему равен 2,30 для ВВЭР-1000 и 2,55 для РБМК-10000, что значительно меньше, чем для однородной активной зоны. [c.139]

Однако распределение энерговыделения по объему активной зоны и по отдельным ТВС в условиях эксплуатации не остается постоянным и меняется во времени вследствие выгорания, перегрузок топлива, изменений режима нагрузки, управляющего воздействия органов регулирования и т. п. Поэтому следует различать так называемые мгновенные , т. е. текущие, значения коэффициентов неравномерности kr и kz, которые ограничивают предельно допустимый уровень тепловой мощности отдельной ТВС и реактора в делом, и средние по времени кг и kz, которые определяют неравномерность выгорания и энерговыработки по ТВС. [c.107]

В реакторах на быстрых нейтронах существующих типов ТВС активной зоны (а вместе с ними и торцевая зона воспроизводства) перегружаются частями с установленной периодичностью. Интервалы между перегрузками определяются фактической энергонапряженностью, допустимой максимальной глубиной выгорания тоааива в самых напряженных твэлах или предельной концентрацией (ПД) с учетом объемной неравномерности поля энерговыделения. [c.145]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...