Объём активной зоны реактора.

Средняя плотность тепловыделения АЗ реактора q_v = 100 МВт/м³

V _АЗ = = 16.648 м³

Диаметр активной зоны реактора

Параметр m^* = = 1

D _АЗ =  = 2.767 м

Число кассет в активной зоне

Площадь поперечного сечения ячейки: S_яч = 0.866·a² = 5.072·10^-2 м²

 = 178.2 шт.

т.к. дробное, то округляем его до ближайшего большего целого числа

N_кас = 179 шт. с последующим уточнением величин:

D _АЗ = = 3.4 м

m = = 0.993

Высота активной зоны реактора

H _АЗ = m·D_АЗ = 0.993·3.4 = 3.376 м

Тепловыделение в ТВЭЛах

Доля теплоты выделяемая в ТВЭЛах κ₁ = 0.95

Q _т = κ₁·N = 0.95·3064 = 2910.8 МВт

Суммарная поверхность ТВЭЛ

F = 2·π·r_q·H_АЗ·n_ТВЭЛ·N_кас = 2·π·4.55·10^-3·3.376·331·179 = 5719 м²

Расход теплоносителя через одну кассету

G _тк = = 90.22 кг/с

Скорость теплоносителя в активной зоне реактора

сечение для прохода теплоносителя около одного ТВЭЛа S_вТВЭЛ = 0.866·(a¢¢)²-

-π·r_q² = 0.866·(12.75·10^-3)² – π·(4.55·10^-3)² = 7.574·10^-5 м²

сечение для прохода теплоносителя в кассете S_вкас = S_вТВЭЛ·n_ТВЭЛ = 7.574·10^-5·331 = 2.507·10^-2 м²

плотность воды при средней температуре и давлении в реакторе ρ_в = 713.2 кг/м³

W _т = = 5.046 м/с

Определение коэффициента запаса по критической тепловой нагрузке.

Коэффициенты неравномерности тепловыделения

Эффективная добавка отражателя δ₀ = 0.1 м

Эффективная высота активной зоны H_эф = H_АЗ + 2·δ₀ = 3.376 + 2·0.1 = 3.576 м

по оси реактора : K_z = = 1.489

по радиусу активной зоны: K_r = = 2.078

Коэффициент неравномерности тепловыделения в объёме АЗ

K_v = K_z·K_r = 1.489·2.078 = 3.094

Максимальная величина тепловой нагрузки на единицу поверхности ТВЭЛа

Средняя тепловая нагрузка на единицу поверхности ТВЭЛа q_F = = =0.509 МВт/м²

q_max = q_F·K_v = 0.509·3.094 = 1.575 МВт/м²

3.2.4. Критический тепловой поток кризиса первого рода для трубы d = 8 мм

Теплота парообразования теплоносителя R = 931.2 кДж/кг

Температура воды на линии насыщения t_s = 347.32 °C

Величина паросодержания теплоносителя в центральной точке реактора x_кр = =  = -0.2782

q _кр (8) =

=

= 1.347·3.599^0.5549·е^0.4173 = 4. 161 МВт/м²

3.2.5. Критический тепловой поток кризиса первого рода для труб диаметром 2 r_q

q _кр (2 r_q ) = = 3.901 МВт/м²

Коэффициент запаса по критической нагрузке.

n _зап = = 2. 477

Расчёт максимальных температур оболочки ТВЭЛа и материала топливного сердечника.

Максимальное тепловыделение в центре реактора приходящееся на единицу высоты ТВЭЛа.

q_l,0= = 4.503·10^-2 МВт/м

Коэффициент теплоотдачи от стенки к теплоносителю.

Коэффициент теплопроводности теплоносителя λ = 548.3·10^-3 Вт/(м·К) при температуре t_cр

Эквивалентный диаметр сечения для прохода воды d_экв = = 6.851·10^-3 м

Кинематическая вязкость воды. Для её определения необходимо найти динамическую вязкость. μ = 8.936·10^-5 Па/с. ν = = 1.253·10^-7 м²/с

Критерий Рейнольдса Re = = 2.759·10⁵

Число Прандтля Pr = 0.9217

α= =3.685·10⁴ Вт/м²К

Перепад температуры между оболочкой ТВЭЛа и теплоносителем в центре реактора.

Δθ_а0 = = 4 0 .6 1 ° С

Координата в которой температура на наружной поверхности оболочки ТВЭЛа максимальна.

Z^*= =0.4287 м

Максимальная температура наружной поверхности оболочки ТВЭЛа

t = 351.7 ° C