Допустимая мощность твэла и ТВС

Допустимая мощность твэла и ТВС
предельными температурами
эксплуатации оболочки твэла и
элементов конструкции ТВС;
предельными температурами
эксплуатации топливного сердечника;
обеспечением запаса до кризиса
теплообмена.
Допустимая мощность твэла и ТВС
степенью окисления циркониевой
оболочки (не более 18% от толщины);
долей прореагировавшего циркония (не
более 1 % массы циркония в активной
зоне);
температурой плавления топливного
сердечника;
запасом до паро-циркониевой реакции.
Распределение температур
T 
z  qs
z
T1 ( z )  Tвх 
 1  sin   cos
2 
H 
H
T 
z  qs
z qs  o
z
T2 ( z )  Tвх 
cos
1  sin   cos 
2 
H 
H
o
H
T 
z 
z  1  o 1 
T2 ( z )  Tвх 
 
 1  sin   qs cos  
2 
H
H    o hз 
Тепловая проводимость зазора
О — 38 МВт.с/кг (з=57 мкм), х — 46 МВт.с/кг (з=105 мкм),
 — 65 МВт.с/кг (з=0), _________ — необлученный (з=130 мкм),
- - - - - - — облученный (з=100 мкм). В зазоре гелий
Тепловая проводимость зазора
О — 38 МВт.с/кг (з=57 мкм), х — 46 МВт.с/кг (з=105 мкм),
 — 65 МВт.с/кг (з=0), _________ — необлученный (з=130 мкм),
- - - - - - — облученный (з=100 мкм). В зазоре аргон
Тепловая проводимость зазора
Проводмость зазора, Вт/см2К
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
0
40
80
Радиальный зазор, мкм
120
 — заполнение гелием, О — 30 % гелия и 70 % ксенона
Расчет температуры центра таблетки
12000
1  
T 
( r , T ) r   q ( r , T )  0

r r 
r  v
Вт/м
8000
T
(T ) 

Tпов
R
(T )dT  
r
ql
r
ql
r
q
(
r
)
dr

v
r 

R
Г
4000
Г=4 для сплошной таблетки и
4/[1 – 2ln/(2 – 1)] для таблетки
 = R/r0.
0
0
Tпов 1000
2000
T, C
3000
Распределение температур по радиусу таблетки
qv
( R02  r 2)
T r   T T 
4 T
ri-1
ri
R3
Т=const
q si   Ti gradT   Ti
qv ri
q si 
2
dT
dr
qv ri ri 1  ri  qv ri r
Ti 

2 Ti
2 Ti
Распределение температуры по
радиусу
2400
Начало компании
Температура, С
2000
1600
После выбора зазора
1200
800
400
0.0
0.2
0.4
0.6
r/R
0.8
1.0
Допустимая мощность твэла и
ТВС
доп
qтв
доп
Qтвс


qпред
k  k1мех
Qпред
k  k k  k 2мех