125736 (690670), страница 3
Текст из файла (страница 3)
(1.48)
где 
- приращение истинного объёмного паросодержания по длине рассчитываемого элемента (см. подразд.1.5).
1.6.5 Давление теплоносителя
Давление теплоносителя в расчетных сечениях по высоте канала
(1.49)
1.7 Расчет коэффициентов теплоотдачи, температуры наружной поверхности оболочки твэла и запаса до кризиса теплообмена по высоте канала
1.7.1 Температура наружной поверхности оболочки твэла
Температура наружной поверхности оболочки твэла по высоте канала со средней тепловой нагрузкой
(1.50)
де 
- температура теплоносители в расчетном сечении с координатой z,°С. Определяется по энтальпии (см.формулу (1.16)) и давлению (см. подразд.1.6) для участка с однофазной средой от zBX до zП. Выше координаты zП теплоноситель находится в состоянии насыщения и его температура определяется как температура насыщения при соответствующем давлении; qS(z) - поверхностный тепловой поток в расчетном сечении, определяемый по формуле (1.18), кВт/м ; 
- коэффициент теплоотдачи от твэла к теплоносителю, кВт/м2К).
Расчетные соотношения для определения коэффициента теплоотдачи зависят от режима течения и структуры потока. Применительно к рабочим каналам реактора РБМК по их высоте выделяют три участка:
конвективного теплообмена от z = 0 до z = zHK
поверхностного кипения от z = zHK до z = zP
развитого кипения от z = zP до z = zBЫX
1.7.2 Участок конвективного теплообмена
На участке конвективного теплообмена коэффициент теплоотдачи рассчитывают по формуле (1.51):
(1.51)
Где 
- соответсвенно коэффициент теплопроводности, коеффициент кинематичской вязкости и число Прандтля для теплоносителя в расчетном сечении ТВС с координатой z; 
- соответственно массовая скорость теплоносителя и гидравлический диаметр.
1.7.3 Участок поверхностного кипения
На участке поверхностного кипения коэффициент теплоотдачи в каждом расчетном сечении может быть определен в соответствии с формулой, рекомендованной Л.С. Стерманом [3; 4]:
(1.52)
здесь 
- число Нуссельта, которое определяется обычной зависимостью для турбулентного режима течения однофазной среды (см. формулу (1.51)); 
-скорость воды, м/с; 
- скорость смеси, м/с; 
- температура насыщения, К.
Эта формула применима при соблюдении условия
(1.53)
В противном случав коэффициент теплоотдачи рассчитывается по формуле (1.51).
1.7.4 Коэффициент теплоотдачи на участке развитого кипения
На участке развитого кипения коэффициент теплоотдачи в каждом рассматриваемом сечении рассчитывается по соотношениям, рекомендованным Н.Г. Стюшиным [3]:
(1.54)
где St - число Стантона, подсчитываемое как
(1.55)
здесь р - давление теплоносителя, MПa; у,р" - соответственно коэффициент поверхностного натяжения, Н/м; и плотность пара на линии насыщения, кг/м3;
(1.56)
Все теплофизические параметры, входящие в эти формулы, определяются по температуре насыщения.
-
Коэффициент запаса до кризиса теплообмена
Коэффициент запаса до кризиса теплообмена определяют соотношением:
(1.57)
где qS(z) - поверхностная тепловая нагрузка, рассчитывается по формуле (1.18), кВт/м2;qKP(z) - критический тепловой поток, который согласно рекомендациям В.Н. Смолина и В.К. Полякова [4] можно рассчитать по формуле
(1.58)
Здесь р - давление теплоносителя, МПа; х - относительная энтальпия.
-
Расчет температур внутренней поверхности оболочки твэла, наружной поверхности и центральной части топливного сердечника
Температуры внутренней поверхности оболочки твэла, наружной поверхности и центральной части топливного сердечника существенным образом зависят от теплопроводности соответственно циркония, гелия и двуокиси урана, которые в свою очередь являются функциями температуры. В силу этого расчет указанных температур ведется итерационным способом. Расчет считается законченным, если расхождение в значениях температур, полученных в двух последних итерационных циклах, не превышает наперед заданной величины, например 
.
-
Температура внутренней поверхности оболочки твела
Температура внутренней поверхности оболочки твела [1]:
(1.59)
где 
- линейный тепловой поток в центральной плоскости канала, кВт/м, определяемый по формулам (1.12).
Остальные величины, входящие в формулу (1.58). Подсчитаны ранее или определены в исходных данных.
-
Температура наружной поверхности топливного сердечника
Температура наружной поверхности топливного сердечника
(1.60)
где 
- средний радиус газового зазора между оболочкой и топливным сердечником; 
- толщина газового зазора.
-
Температура в центре топливного сердечника
Температура в центре топливного сердечника [1]
(1.61)
где 
- коэффициент теплопроводности двуокиси урана, кВт/(м·К).
-
Расчет температурного режима графитовой кладки
Температура графита по высоте канала (максимальной и средней нагрузки) не должна превышать 700 °С [б] и определяется как
(1.62)
где 
- температурный перепад вследствие теплоотдачи от внутренней поверхности трубы к теплоносителю,°С; 
- температурный перепад по толщине стенки трубы,°С; 
- перепад температуры на системе "газовые зазоры - графитовые втулки" (рисунок 1.7),°С. При выполнении курсового проекта может быть оценён значением 80...100 0С. Подробнее методика изложена в [6]; 
- температурный перепад по толщине графитового блока,°С.
-
Температурный перепад от внутренней поверхности трубы к теплоносителю
Температурный перепад вследствие теплоотдачи от внутренней поверхности трубы к теплоносителю
(1.63)
где 
- поверхностный тепловой поток, обусловленный тепловыделением в графитовой кладке, втулках и циркониевой трубе канала с внутренним диаметром 
(см. табл2), кВт/м2; - коэффициент теплоотдачи от стенки циркониевой трубы к теплоносителю, кВт/(м2·К).
-
Температурный перепад по толщине стенки трубы
Температурный перепад по толщине стенки трубы
(1.64)
где 
, - соответственно наружный и внутренний диаметр циркониевой трубы, м (см. табл. 2).
-
Температурный перепад по толщина графитового блока
Температурный перепад по толщина графитового блока
(1.65)
1 - графитовый блок; 2 -циркуляционная труба канала; 3 - графитовая кладка
Pиcунок 1.7 - Схематический разрез топливного канала с блоком графитовой кладки без ТВС
где 
- радиус центрального отверстия в графитовом блоке, м (см. таблицу 2, рисунок 1.1 и 1.7); 
эквивалентный наружный радиус графитового блока, м; 
- коэффициент теплопроводности графита, кВт(м·К).
1.10 Результаты теплогидравлического расчета
Результаты расчета сведем в виде таблицы
Таблица 1.1- Результаты теплогидравлического расчета
| Параметр | Условное обозначение | Значение |
| 1 | 2 | 3 |
| Проходное сечение ТВС, м2 | SТВС | 0,002391 |
| Гидравлический периметр, м | ПГ | 1,044265 |
| Гидравлический диаметр, м | dГ | 0,009160 |
| Тепловой периметр, м | ПТЕПЛ | 0,746442 |
| Тепловой диаметр, м | dТЕПЛ | 0,012814 |
| Расход теплоносителя через рассчитываемый канал, кг/с | G | 4,94 |
| Среднее значение линейного теплового потока, кВт/м2 |
| 229,6 |
| Итерация №1 | ||
| Погрешность | е | 1,000 |
| Координата точки закипания, м | zП | 3,500 |
| Тепловой поток 1, кВт | Q1 | 587,8 |
| Тепловой поток 2, кВт | Q2 | 895,85 |
| Итерация №2 | ||
| е | 0,3439 | |
| Координата точки закипания, м | zП | 2,3 |
| Тепловой поток 1, кВт | Q1 | 654,25 |
| Тепловой поток 2, кВт | Q2 | 497,67 |
| Итерация №3 | ||
| е | 0,3146 | |
| Координата точки закипания, м | zП | 2,53 |
| Тепловой поток 1, кВт | Q1 | 641,12 |
| Тепловой поток 2, кВт | Q2 | 570,94 |
| Итерация №4 | ||
| е | 0,1229 | |
| Координата точки закипания, м | zП | 2,84 |
| Тепловой поток 1, кВт | Q1 | 653,58 |
| Тепловой поток 2, кВт | Q2 | 672,45 |
| Итерация №5 | ||
| е | 0,028 | |
| Координата точки закипания, м | zП | 2,63 |
| Тепловой поток 1, кВт | Q1 | 635,24 |
| Тепловой поток 2, кВт | Q2 | 625,35 |
| Тепловой поток на единицу поверхности, кВт/м2 |
| 159,23 |
|
| 394,28 | |
|
| 435,05 | |
|
| 338,41 | |
|
| 164,68 |
Таблица 1.2- Распределение давления по высоте канала
| Параметр | Условное обозначение | Величина |
| давление, МПа | Р(0) | 8,00 |
| Р(zП = 2,63) | 7,398 | |
| Р( | 7,20 | |
| Р( | 6,80 | |
| Р( | 6,40 |
)
)
) 
Рисунок 1.8- График изменения давления по высоте канала
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
