Способ экспериментального определения статических и динамических полей температур в узлах активной зоны реактора Советский патент 1988 года по МПК G21C17/10 

13

Изобретение относится к исследованию 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 1j1.

Сущность изобретения состоит в следующем,

В лабораторную модель узла активной зоны реактора, изготовленную с соблюдением условий подобия, помещают реальргые тепловьщеляющие элементы (твэлы) или их макеты, выполненные по условиям подобия, и один сменный нагревательный элемент, который помещают на место одного из реальных

Твэлов или макетов, замеряют при ра- 20 ботакпцем нагревательном элементе тем

. (S.c)

сменный

нагревательный

элемент

где цо - параметр приближенного теплового подобия тепловыделяющего элемента (твэла, нагревательного элемента и т.п.)J

KO - номер основной гармоники в распределении температуры по периметру поверхности работающего сменного нагревательного элемента. Таким образом, для замеш;ения твэл в любом месте моделируемого узла активной зоны реактора выполняют набор сменных нагревательных элементов, удовлетворяющих условию (1), при все получающихся значениях К

Параметр

.переток тепла в твэле и может рассматриваться как безразмерный эффективный угловой коэффициент теплопроводности твэла. Параметр Е: входит в известное соотношение, описьшающее распределение плотности теплового потока ПО периметру цилиндрического

твэла.

N

q/q 1 - КЕка со8К1|

К,

при соответствующем распределении неравномерности температуры по периметру

характеризует углово

- a.cosKtf,

KflT/K

пературы в исследуемых точках, а затем помещают нагревательный элемент поочередно на место одного из твэлов или макетов, каждый раз проводя замеры в исследуемых точках, и после того, как проведены замеры при поочередном замещении нагревательным элементом твэлов или макетов, 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

при Кр idem.

(1)

0

5

R- , Л, 0

где К - номер основной гармоники

распределения.

Параметр Е есть функция следующих величин:

Е f(R,/Rj; Ф.,К„),

где R. - внутренний радиус i-ro слоя тепловыделяющего элемента} наружный радиус оболочки тепловыделяющего элемента, соответственно коэффициенты теплопроводности i-ro слоя элемента и охлаждающего теплоносителя ;

ф. - термическое сопротивление между i-bn-i и (i-(-l)-biM слоями элемента.

55

45

50

Параметр t 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 затем нагревательный элемент поочередно устанавливают на место других твэлов, влияющих на температурное поле в исследуемых точках и занимающих разные по условиям охлаждения места в активной зоне (центральное, боковое, угловое и т.д.), проводя при каждой очередной установке нагревательного элемента измерение температуры поверхности.

Затем по экепериментально полученным распределениям температур по периметру нагревательного элемента для разных местонахождений его в модели определяют с помощью известных математических приемов номера основных

гармоник KO в этих распределениях. ю новной гармоникой, которая одинакова

Полученные номера основных гармо- с основной гармоникой распределения ник Kg для нагревательного элемента у замещаемого им твэла в силу равен- одинаковы с номерами Кр для замещае- ства у них параметра Е. Поэтому мых им твэлов, так как номер К опре- предлагаемый способ обеспечивает дос- деляется условиями охлаждения, кото- g таточную точность экспериментальных рые для нагревательного элемента , и результатов в случаях, когда из-за замещаемого им твэла одинаковы. По неодинаковой мощности твэлов ТВС рас- соответствующей известной формуле рассчитывают значение параметра твэла при разных его местонахождениях 2о в модели активной зоны.

Известные способы, основанные на теории приближенного теплового моделирования (по параметру ), обеспечивают достаточную точность экспери- 25 ления статических и динамических по-г ментального определения температур лей температур в узлах активной зоны тепловьщеляющих сборок (ТВС) с твэлами одинаковой мощности, где распределение температур по периметру твэла содержит одну основную гармонику. зо Однако в ТВС распределение температупределение температуры по периметру твэлов не может быть точно описано одной гармоникой.

Формула изобретения Способ экспериментального .опредереактора по авт. св.. ff 231026, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности определения температур при расположении тепловыделяющих элементов в активной зоне с относительным шагом не менее 1,1, Сменный нагревательный элемент выполняют таким образом, чтобы

ры по периметру твэла из-за неодинаковой мощности окружающих твэлов может содержать не одну, а две гармоники, которые по . своему вкладу являются 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 суммир ова- ния температурных полей, полученных от тепловыделения каждого из твэлов ТВС в отдельности, при отсутствии

Редактор Т.Пошкарева Заказ 3402

Составитель К.Купалов Техред М.Моргентал

Кор

Тираж 395Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета С ССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская .наб,, д. 4/5

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

тепловьщеления 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 осс основной гармоникой распределения у замещаемого им твэла в силу равен- ства у них параметра Е. Поэтому предлагаемый способ обеспечивает дос- таточную точность экспериментальных результатов в случаях, когда из-за неодинаковой мощности твэлов ТВС рас-

ления статических и динамических по-г лей температур в узлах активной зоны

пределение температуры по периметру твэлов не может быть точно описано одной гармоникой.

Формула изобретения Способ экспериментального .определения статических и динамических по-г лей температур в узлах активной зоны

реактора по авт. св.. ff 231026, отличающийся тем, что, с целения статических и динамических по-г лей температур в узлах активной зоны

лью повьшения точности определения температур при расположении тепловыделяющих элементов в активной зоне с относительным шагом не менее 1,1, Сменный нагревательный элемент выполняют таким образом, чтобы

{. 1 ( ) к ic/em ,

- ko сиеимый. Ко твэл

нагребйгельнии

элемент

где ц - параметр приближенного теплового выделяющего элемента} Kg - нсмер основной гармоники в

распределении температуры по периметру работающего сменного нагревательного элемента.

Составитель К.Купалов Техред М.Моргентал

Корректор М,Шароши

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 Кр- номер основной гармоники в распределении температуры по периметру поверхности работающего сменного нагревательного элемента. 100 ел О5 ОС СП 1С