На фиг. 1 и 2 изображены две топливные сборки, в которых ТВЭЛ различаются внутренним устройством; на фиг. 3 модель, с помощью которой определяют температуры в топливных сборках по описываемому способу.
Устройства содержат ТВЭЛ 1, 2, 3, 4, 5, б, 7 без тепловыделения или их макеты, отличающиеся внутренним устройством 8. ТВЭЛ 1 окружены оболочкой (чехлом) топливной сборки 9, с теплоносителем 10. Сменный макет .11 имеет точечный источник 12 тепла.
Последовательность опер1аций при определении температур ТВЭЛ топливных сборок (см. фнг. 1 и фиг. 2) выглядит следующим образом. Макет 1.1 с элементарным источником тепла 12 устанавливают в модели сборки в какую-либо позицию, например в позицию, показанную на фиг. 3, затем источник 12 тепла устанавливают в различные положения на поверхности макета Ы, каждый раз проводя измерения. Все эти операции совпадают с операциями по способу-прототипу, однако в отличие от прототипа в данном способе сток тепла от элементарного источника тепла направляют по теплоносителю и препятствуют его прохождению через поверхность макетов ТВЭЛ путем воздействия на тепловой поток макетами, выполненными из материала, теплопроводность которого много меньше теплопроводности охлаж, дающей жидкости. После того, как проведены измерения при разных позициях макета с элементарным источником тепла и при различных положениях элементарного источника на поверхности макета, проводят измерение на реальном изолированном ТВЭЛ по способу-прототипу, для чего поверхность ТВЭЛ изолируют, кроме той ее части, где создают сток тепла, и меняют положение этого стока, каждый раз проводя измерения.
Поскольку в описываемом способе введены новые операции по сравнению с прототипом, то и формула для определения температуры топливной сборки будет другая. Пусть требуется определить температуры ТВЭЛ топливных сборок, показанных на фиг. 1 и 2.
Вводят порядковую нумерацию ТВЭЛ, обозначив центральный ТВЭЛ (ТВЭЛ в центральной позиции) каждой топливной сборки порядковым номером 1, la шесть периферийнУх ТВЭЛ (ТВЭЛ в периферийных позициях) порядковыми номерами от 2 до 7. Аналогичную нумерацию вводят для макетов экспериментальной модели, считая, что макет в центральной позиции имеет порядковый номер I, а макеты в периферийных позициях (периферийные макеты) имеют порядковые номера от 2 до 7, причем макеты в позициях 1-7 расположены в модели в том же порядке, что и ТВЭЛ в позициях .1-7 в топливной сборке. Далее вводят сокращение макет (ТВЭЛ) / вместо макет (ТВЭЛ) в позиции /. Для удобства выкладок мощность элементарных источ5 НИКОВ и стоков тепла в эксперименте принимают за единичную и вводят следующие обозначения:
т,/ (i) - распределение температур на gповерхности ТВЭЛ 1 от элементарного стока тепла единичной мощности, находящегося в точке i на поверхности этого ТВЭЛ;
15 т,(( Гк) - распределение температур на поверхности ТВЭЛ от элементарного стока тепла, находящегося в точке i на поверхности этого ТВЭЛ, при усло0ВИИ, что остальная поверхность
ТВЭЛ изолирована. В нашем примере К I-7j
(ж„1 ) - распределение температур на поверхности макета 1 от эле5ментарного источника тепла, находящегося в точке / на поверхности этого же макета;
tx., - распределение температур на 0поверхности макета 1 от элементарного источника тепла, нахюдящегося в точке i на поверхности макета 2; -
(i) - распределение температур на 5поверхности макета 1 от элементарного источника тепла, находящегося в точке i на поверхности макета /;
ж;,/(к) - распределение температур на поверхности макета Я от элементарного источника тепла, находящегося на поверхности макета /. В нашем примере / 1-7. 5 „
Пусть мощность теплового потока в точке i на поверхности ТВЭЛ К. в реальной топливной ;:борке равна UKI, тогда температура (Гк) поверхности этого ТВЭЛ может быть выражена через распределения
температур tti (гк) по формуле:
N
(«) S йк,(Гк)
(1) tel
С другой стороны, температура поверхности этого же ТВЭЛ может :быть выражена
через функции «..(гк). Температура поверхности ТВЭЛ К только за счет Л источников, расположенных на поверхности ТВЭЛ , равна сумме
N
2 ,.г(к)
Аналогично находят темнературу -поверхшости ТВЭЛ только за счет источников, расположенных на поверхности ТВЭЛ 2, затем ТВЭЛ 3 и т. д. В результате суммарная температура поверхности ТВЭЛ К Определяется выражением
л
S
Ы S 01,-#ж„г(к) +
7 N
S Мж//(Лс). (2)
Правые части выражений (1) и (2) равны между собой, так как их левые части представляют собой одну и ту же температуру шоверхности ТВЭЛ. Приравнивая правые, части зтих двух выражений, получают:
N
2 (Гк) 2 2 (Гк).(3)
Уравнение (3) является уравнением для нахождения неизвестных коэффициентов OrKt- Общее количество коэффициентов UKI равно 7.N, Чтобы найти эти коэффициенты, уравнение (3) нужно записать для -N точек поверхности каждого из семи ТВЭЛ, т. е.
-ДЛЯ К 1-7. В результате получают систему из семи линейных уравнений, решая которую, определяют. коэффициенты Сх;.
Температуру поверхности ТВЭЛ определяют затем по формуле (1).
Левая часть уравнения (3) определяется свойствами ТВЭЛ той топливной
сборки, для которой мы определяем температуру. Если определяют температуру ТВЭЛ топливной сборки (см. фИ1Г. 1), то в
левую часть, уравнения (3) помещают рас- определения температур (Гк), которые находят измерением температуры поверхности отдельного изолированного ТВЭЛ 1 из топливной сборки (см. фиг. 1). Поэтому и коэффициенты ак/., найденные из уравнения (3) будут зависеть от свойств .данного ТВЭЛ. Если определяют температуру другой топливной сборки (см. фиг. 2), ТО в левую частьуравнения (3) помещаем
те температуры /тИГк), которые найдены путем измерений на ТВЭЛ с другими свойствами (ТВЭЛ 14, см. фиг. 2). В то же
время функции ж/,-(Гк) входящие в правую часть уравнения ,(3), не зависят «от внутреннего устройства ТВЭЛ, как они определены на модели .(см. фиг. 3), свойства которой не зависят от внутреннего устройства ТВЭЛ, а зависят лищь от внещней конфигурации ТВЭЛ и режима течения теплоносителя. Если имеется несколько топливных сборок, то при определении температуры каждой из них в правой части уравнения (3) всякий раз будут одни и те же функции, т. е. результаты, полученные на одной экспериментальной мо дели, будут использованы для определения температур во всех топливных сборках.
Для определения температуры ТВЭЛ двух различных топливных сборок по данному способу требуется измерение всего
15 на одной экспериментальной модели, в то время, как по способу прототипа цроводят измерения на двух различных моделях. Если бы |было четыре различных топливных сборки, то количество измерений на
0 моделях сократилось бы в четыре раза и т. д.
Другим положительным эффектом предлагаемого изобретения является сокращение количества дорогостоящих материа5 ,лов, необходимых для построения экспериментальной модели сборки. Так, если при изготовлении экспериментальной модели по прототипу использовать реальные ТВЭЛ, то для изготовления, например, экспериментальной модели топливной сборки требуется щесть периферийных ТВЭЛ. В то же время по данному способу требуется всего лищь один ТВЭЛ, на котором проводят измерения со стоком тепла и изолированием остальной поверхности.
Формула изобретения
Способ определения температуры тепловыделяющего элемента топливной сборки по основному авт. св. № 650429, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени измерений, исключают прохождение теплового потока через поверхность тепловыделяющих элементов, создают сток тепла по теплоносителю, измеряют температуру теплоносителя и по полученным результатам определяют температуру тепловыделяющего элемента.
i
Источник информации, принятый ва внимание при экспертизе:
1. Авторское свидетельство СССР № 650429, кл. G Q1 N 25/00, 1976 (прототип).
1риг.2
11
иг. 3 
