2015-04-30
2201
Косинусоидальное распределение тепловыделения по высоте активной зоны существенно неравномерно: в центре активной зоны тепловой поток максимален (q max), а на входе и выходе имеет наименьшее значение в связи с утечкой нейтронов.
(3.1)
Среднее значение тепловой нагрузки в распределении её по высоте активной зоны в аксиальном распределении
. (3.2)
Коэффициент аксиальной неравномерности тепловыделения в активной зоне, по определению, равен отношению максимального значения тепловой нагрузки к его среднему значению:
(3.3)
Величина К H жёстко связана с величиной соотношения Наз/Нэ: каждому значению Наз/Нэ соответствует строго определённое значение К Н (и – наоборот). В пределах изменения относительной высоты от Наз/Нэ = 0,85 (для водо-водяных реакторов малых высот), до значений Наз/Нэ = 0,95 (для очень больших активных зон). Значения этой функции представлены в табл. 1.
Таблица 1- Зависимость коэффициента аксиальной неравномерности от относительной высоты активной зоны при косинусоидальном характере распределения энерговыделения
| Н аз/ Н э | 0,85 | 0,86 | 0,87 | 0,88 | 0,89 | 0,90 | 0,91 | 0,92 | 0,93 | 0,94 | 0,95 |
| КH | 1,3731 | 1,3842 | 1,3956 | 1,4072 | 1,4191 | 1,4313 | 1,4438 | 1,4566 | 1,4697 | 1,4831 |
Для ВВЭР-1000 коэффициент аксиальной неравномерности тепловыделений составляет К Н =1,39. По таблице 1 с учетом принятого коэффициента аксиальной неравномерности КН =1,39 определяется величина относительной высоты активной зоны Наз/Нэ = 0,865. Из этого соотношения находится значение экстраполированной высоты активной зоны:
Нэ = Наз/(Наз/Нэ), м. (3.4)
С учётом этой величины рассчитывается распределение расчётных и максимальных значений тепловых нагрузок в наиболее теплонапряжённом твэле по соответствующим координатам.
Таблица 2 - Координаты
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| ||
| z, м |
Изменение расчетной линейной тепловой нагрузки по высоте активной зоны:
, кВт/м (3.5)
К H = 1,3…1,4- коэффициент неравномерности тепловыделений по высоте активной зоны, при косинусоидальном распределении для стационарной АЭС с ВВЭР-1000 принимается К H =1,39.
Изменение максимальной линейной тепловой нагрузки по высоте активной зоны:
, кВт/м (3.6)
К R = 1,3…1,5 - коэффициент неравномерности тепловыделений по радиусу активной зоны;
К r = 1,1…1,2 - коэффициент неравномерности тепловыделений по радиусу ТВС;
К q = 1,2…1,3 - коэффициент случайных отклонений теплотехнических параметров от их номинальных значений;
К с = 1,0…1,3 - коэффициент, учитывающий случайные отклонения параметров, влияющих на термическое сопротивление теплоотдачи и теплопроводности.
Результаты вычислений сводятся в табл. 3. По рассчитанным значениям строятся графики изменения расчетной линейной 
и максимальной 
тепловой нагрузки по высоте активной зоны. Пример построения представлен на рис. 2 (прил.1)
Таблица 3 - Результаты расчёта расчетной и максимальной линейной тепловой нагрузки
| z, м | ql (z), кВт/м | qlм (z), кВт/м |
По условию обеспечения теплотехнической надежности активной зоны ядерного реактора максимальная линейная тепловая нагрузка не должна превышать предельно допустимых значений, которые устанавливаются в соответствии с требованиями безопасной эксплуатации данной установки. Величина предельных значений линейной тепловой нагрузки ограничена прочностными свойствами используемых в активной зоне материалов. Именно величина тепловыделений и условия теплоотвода определяют температуру топлива и оболочки твэла.
