Способ экспериментального определения статических и динамических полей температур в узлах активной зоны реактора

 

Изобретение относится к исследованиям тепловых режимов активных зон ядерных реакторов. Целью изобретения является повышение точности определения температур при расположении тепловыделяющих элементов в активной зоне с относительным шагом не менее 1,1. Способ экспериментального определения статических и динамических полей температур в узлах активной зоны реактора заключается в следующем . В лабораторную модель узла активной зоны помещают реальные тепловыделяющие элементы или их макеты и один сменный нагревательный элемент, который помещают на место одного из реальных твэлов или макетов, замеряют при работающем нагревательном элементе температуры в исследуемых точках , а затем помещают нагревательный элемент поочередно на место одного из твэлов, каждый раз проводя замеры в исследуемых точках. При этом нагревательный элемент выполняют.с учетом приближенного, теплового подобия с замещаемым им твэлом в любом месте моделируемого узла активной зоны реактора по условию (Ецо сменный нагрев , эл-т (f.,0 твэл при KO idem, где с чв (Л С Е - параметр приближенного теплового подобия тепловыделяющего элемента (нагреват. элемент)i Крномер основной гармоники в распределении температуры по периметру поверхности работающего сменного нагревательного элемента. 100 ел О5 ОС СП 1С

СОЮЗ СОВЕТСКИК

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1356852

А2 (51} 4 G 21 С 17/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ("

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (46) 23. 06. 88. Бюл. У 23 (6 1.) 231026 (21) 3939679/40-25 (22) 08.08.85 (72) И.Б.Марголин, В.К.Пьпдин и А.Н.Савичев (53) 621.039.517(088,S) (56) Авторское свидетельство СССР

В 231026, кл. G 21 С 17/10, 1974.

Боришанский В.М. и др. Жидкометаллические теплойосители, М.: Атомиздат, 1976, с. 169-171.

Субботин В.И: и др. Гидродинамика и теплообмен в атомных энергетических установках. М.: Атомиздат, 1975, с. 55-67.

Жуков А.В. и др ° Теплогидравлический расчет ТВС быстрых реакторов с жидкометаллическим охлаждением. М.:

Энергоиздат, 1985, с. 128-129. (54) СПОСОБ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ

ПОЛЕЙ ТЕМПЕРАТУР В УЗЛАХ АКТИВНОЙ

ЗОНЫ РЕАКТОРА (57) Изобретение относится к исследованиям тепловых режимов активных зон ядерных реакторов. Целью изобретения является повышение точности определения температур при расположении тепловыделяющих элементов в активной зоне с относительным шагом не менее

1,1. Способ экспериментального определения статических и динамических полей температур в узлах активной зоны реактора заключается в следующем, В лабораторную модель узла активной зоны помещают реальные тепловыделяющие элементы или их макеты и один сменный нагревательный элемент, который помещают на место одного из реальных твэлов или макетов, замеряют при работающем нагревательном элементе температуры в исследуемых точках, а затем помещают нагревательный элемент поочередно на место одного из твэлов, каждый раз проводя замеры Я в исследуемых точках. При этом нагревательный элемент выполняют.с учетом приближенного теплового подобия с замещаемым им твэлом в любом месте моделируемого узла активной зоны реактора по условию („, ) = сменный нагрев. эл-т (EÄ ) твэл при К = Ыев, где 5 — параметр приближенного тепko лового подобия тепловыделяющего эле" мента (нагреват. элемент), К вЂ” номер основной гармоники в распределении температуры по периметру поверхности работающего сменного нагревательного элемента.

1356852 при К = idem, = (Е„,) („.) сменный нагревательный элемент твэл

Изобретение относится к исследона-, нию тепловых режимов активных эон ядерных реакторон.

Целью изобретения является повыше5 ние точности определения температур при расположении тепловыделяющих элементов в активной зоне с относительным шагом не менее 1,1.

Сущность изобретения состоит в 1О следующем.

В лабораторную модель узла активной зоны реактора, изготовленную с соблюдением условий подобия, помещают реальные тепловыделяющие элементы

{твэлы) или их макеты, выполненные по условиям подобия, и один сменный нагревательный элемент, который помещают на место одного иэ реальных твэлов или макетон, замеряют при ра- 2О ботающем нагревательном элементе темгде „, — параметр приближенного теплового подобия тепловыделяющего элемента (твэла наЗО гревательного элемента и т.п.), К вЂ” номер основной гармоники в о распределении температуры по периметру поверхности работающего сменного нагревательного элемента.

Таким образом, для замещения твэла в любом месте моделируемого узла ак- тивной эоны реактора выполняют набор

40 сменных нагревательных элементов. удовлетворяющих условию (1), при всех получающихся значениях К „.

Параметр характеризует угловой ко .переток тепла в твэле и может рассматриваться как безразмерный эффек 5 тинный углоной коэффициент теплопроводности твэла. Параметр „, входит в известное соотношение, описывающее распределение плотности, теплового потока .по периметру цилиндрического 50 твэла.

М

ЧЙ = 1 - .» KKKа сон1И к,к,ъ,к при соответствующем распределении 55 неравномерности температуры по периметру

Т вЂ” Т а сонК, Ф к K ь пературы в исследуемых точках, а затем помещают нагревательный элемент поочередно на место одного из твэлов или макетов, каждый раз пронодя замеры и исследуемых точках, и после того, как проведены замеры при поочередном замещении на1ревательным элементом твэлов или макетон, которые влияют на температурное поле в исследуемых точках, суммируют найденные температуры, получая искомую температуру, соответствующую условиям совместной работы всех замещаемых твэлов модели, При этом нагревательный элемент выполняют с учетом приближенного теплового подобия с замещаемым им твэлом в любом месте моделируемого узла активной зоны реактора по условию где К вЂ” номер основной гармоники о распределения.

Параметр, есть функция следующих величин:

Е„= f(R /R з "; l>ge Ф- эКо) где R. — внутренний радиус i-го слоя

1 тепловьделяющего элемента, К вЂ” наружный радиус оболочки

3 те пл овыделяюще го элеме н та, — соответственно коэффициенты

11 f тенлопронодности i-го слоя элемента и охлаждающего теплоносителя, ф. — термическое сопротивление

1 между i-ым и (з+1)-ым слоями элемента.

Параметр („ определяется следующим образом.

В лабораторную модель узла активной зоны помещают реальные твэлы и один нагревательный элемент на место одного из твэлов, замеряют при работающем нагревательном элементе температуру его поверхности и затеи нагревательный элемент поочередно устананливают на место других твэлов, влияющих на температурное поле н исследуемых точках и занимающих разные по условиям охлаждения места в активной зоне (центральное, боковое, угловое и т.д.), проводя при каждой очередной установке нагревательного эле52

Формула изобретения сменный ко)твэл нагреьатеььньш элемент параметр приближенного теплового выделяющего элемента, номер основной гармоники в распределении температуры по периметру работающего сменного нагревательного элемента. где Е к, 40

К о

Составитель К.Купалов

Техред М.Моргентал Корректор M,Øàðîøè

Редактор Т.Лошкарева

Тираж 395 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская .наб., д. 4/5

Заказ 3402

Производственно- полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная ° 4

3 13568 мента измерение температуры ело поверхности.

Затем по экспериментально полученным распределениям температур по периметру нагревательного элемента для

5 разных местонахождений его в модели определяют с помощью известных математических приемов номера основных гаРмоник Ке в этих РаспРеделениЯх, 10

Полученные номера основных гармоник К, для нагревательного элемента одинаковы с номерами К, для замещаемых им твэлов, так как номер К определяется условиями охлаждения, кото- 15 рые для нагревательного элемента и замещаемого им твэла одинаковы, По, соответствующей известной формуле рассчитывают значение параметра E„,у твэла при разных Его местонахождениях 2 в модели активной зоны, Известные способы, основанные на теории приближенного теплового моделирования (по параметру „,), обеспечивают достаточную точность экспери- 25 ментального определения температур тепловыделяющих сборок (ТВС) с твэлами одинаковой мощности, где распределение температур по периметру твэла содержит одну основную гармонику. 30

Однако в ТВС распределение температуры по периметру твэла из-за неодинаковой мощности окружающих твэлов может содержать не одну, а две гармоники, которые по . своему вкладу явля35 ются основными.

В предлагаемом способе в отличие от известных принцип приближенного теплового моделирования используется совместно с методом суперпозиции, согласно которому температурное поле твэла ТВС находится путем суммирования температурных полей, полученных от тепловыделения каждого из твэлов

TBC в отдельности, при отсутствии тепловыделения у остальных. Н результате этого распределение температуры по периметру нагревательного элемента модели не зависит от распределения тепловой мощности между твэлами моделируемой ТВС и, будучи обусловлено геометрией расположения окружающих твэлов, точно описывается одной основной гармоникой, которая одинакова с основной гармоникой распределения у замещаемого им твэла в силу равенства у них параметра Е„,. Поэтому предлагаемый способ обеспечивает достаточную точность экспериментальных результатов в случаях, когда из-за неодинаковой мощности твэлов ТВС распределение температуры по периметру твэлов не может быть точно описано одной гармоникой.

Способ экспериментального определения статических и динамических по-. лей температур в узлах активной эоны реактора по авт. св. У 231026, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения температур при расположении тепловыделяющих элементов в активной зоне с относительным шагом не менее 1,1, сменный нагревательный элемент выполняют таким образом, чтобы