Разработка методики расчета теплогидравлических характеристик тепловыделяющих сборок с трубчатыми твэлами

• Автор: Шпаковский, Александр Александрович
• Шифр специальности: 01.04.14, 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 123 с. : ил.

ОБОЗНАЧЕНИЯ

<2 - тепловой поток, Вт; ц - плотность теплового потока, Вт/м2; а - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2-К);

^ - температура, °С;

р - плотность жидкости, кг/м3;

X - коэффициент теплопроводности, Вт/(м-К); р— динамическая вязкость, Пас; с — изобарная удельная теплоемкость, Дж/(кг-К)

р - давление, Па;

рш - массовая скорость, кг/(м2-с);

м/ - тангенциальная скорость теплоносителя, м/с;

С - массовый расход теплоносителя, кг/с; с/ - диаметр канала, м;

5- площадь проходного сечения кольцевого канала, м2; / - длина рабочего участка, м;
гидравлическое сопротивление;
Р - смоченный периметр, м; а - коэффициент температуропроводности, м2/с;
И - удельная энтальпия, кДж/кг; х - массовое паросодержание;
(р - объемное паросодержание;
N - тепловая мощность, Вт;
ЧИСЛА ПОДОБИЯ
Nu = - число Нуссельта;

Рг = число Прандтля;

Re = - число Рейнольдса;

Sh = — — число Струхаля.

ПОДСТРОЧНЫЕ ИНДЕКСЫ
вх - вход; вых - выход; s - насыщение; вп - выпуклый; вн - вогнутый; пл - пленка; я - ядро.
СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ
РУ - реакторная установка;
ТВС - тепловыделяющая сборка;
ЯЭУ — ядерная энергетическая установка;
A3 - активная зона;
АЭС - атомная электростанция;
ТУ - теплопередающее устройство;
КТП - критический тепловой поток.
ТВЭ - тепловыделяющий элемент

ОГЛАВЛЕНИЕ
Обозначения
Введение
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДИК РАСЧЕТА ТЕМПЕРАТУРНЫХ РЕЖИМОВ ТЕПЛООТДАЮЩИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ С ДВУХСТОРОННИМ
ТЕПЛОСЪЕМОМ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Эквивалентный кольцевой канал — модель ТВС с трубчатыми твэлами
1.2. Обзор методик расчета температурных режимов и кризиса теплоотдачи
на теплоотдающих поверхностях
1.2.1 Вогнутая теплоотдающая поверхность
1.2.1.1. Кризис теплоотдачи
1.2.2. Выпуклая теплоотдающая поверхность
1.2.2.1. Кризис теплоотдачи
1.3. Кризис теплоотдачи в области дисперсно-кольцевого режима.
Пленочные модели. Вогнутая теплоотдающая поверхность
1.3.1. Методы определения расхода жидкости в пристенной пленке..
1.3.1.1. Определение расходов жидкости в пристенных пленках на теплоотдающих поверхностях твэла с неравномерным тепловыделением по длине
1.3.1.2. Определение расходов жидкости в пристенной пленке в адиабатных условиях
1.4. Кризис теплоотдачи в области дисперсно-кольцевого режима
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА РАСЧЕТА КРИТИЧЕСКИХ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ НА ВЫПУКЛОЙ ТЕПЛООТДАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБЧАТОГО ТВЭЛ
2.1. Поправочные функции для определения КТП на выпуклых теплоотдающих поверхностях

выпуклой теплоотдающей поверхности по формуле, полученной В.П. Исаченко и Н.М. Галиным [15]
дает удовлетворительные результаты.
Теплоотдача в области развитого кипения
Выполненные автором диссертации расчеты температуры выпуклой теплоотдающей поверхности для кольцевых каналах с узким зазором (1-2мм) (данные предоставлены Болтенко Э.А.) показали, что расчет температуры выпуклой теплоотдающей поверхности по формуле, предложенной Рассохиным Н.Г. и др. [16]. при 0.1< Р < 8.0 МПа
дает удовлетворительные результаты.
1.2.2.1. Кризис теплоотдачи
Равномерное тепловыделение
В расчетных работах зарубежных исследователей [109,110,112] показано, что в ТВС с трубчатыми твэлами имеет место высокая чувствительность запасов до кризиса от теплогидравлических параметров. Высокая чувствительность связана с тем, что в ТВС с трубчатыми твэлами межтвэльные зазоры нихе чем в РУ со стержневыми твэлами. Небольшие зазоры между стержнями лимитируют перемешивание теплоносителя в сборке. В связи с этим методики расчета КТП на выпуклых теплоотдающих поверхностях трубчатого твэла должны позволять определять КТП в том числе и при малых зазорах между твэлами, Д = 1 ч-2мм.
Известны зависимости для определения КТП на выпуклых теплоотдающих поверхностях в кольцевых каналах [68,71,76].
Nu,=0.017-Re° 8-Pr 4■(Prf/PrJ25(d2/d,)°
(1.23)
при 8.0 < P < 20.0 МПа aKun=0,027PU3-qJ/s qw- тепловой поток, Вт/м2; P - давление, бар
(1.24)