ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

Контрольная работа № 1

Выполнить физико-нейтронный расчет гомогенного ядерного реактора на урановом горючем. Замедлитель нейтронов, высоту H и радиус R активной зоны, коэффициент размножения нейтронов К0эф принять из табл. 1. В результате расчета определить степень обогащения x05 горючего нуклидом 235U. Определить также влияние отражателя нейтронов на величины Кэф и x5 , повторив расчет для варианта, когда геометрический параметр реактора Вг определяется с учетом эффективной добавки D. Построить график влияния отражателя нейтронов на коэффициент размножения нейтронов и сделать выводы о соответствующем изменении степени обогащения урана.

Таблица 1

Вариант

Замедлитель

Н, м

R, м

К0эф

a

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

C

C

C

H2O

H2O

Be

Be

C

D2O

D2O

3

3,2

2,5

2,2

2

3

3,2

3,5

4

3,8

1,5

1,6

1,5

1,2

1

1,5

1,6

1,8

2

2

1,18

1,20

1,22

1,24

1,26

1,28

1,30

1,32

1,34

1,36

300

350

400

60

40

350

450

450

100

150

Контрольная работа № 2

Выполнить тепловой расчет гетерогенного реактора типа ВВЭР, РБМК.

Для реактора ВВЭР.

Мощность блока (электрическую) Qэ , КПД установки hу, давление в первом контуре р1, недогрев до кипения на выходе из активной зоны DТнк, повышение температуры теплоносителя в реакторе DТр, среднюю скорость теплоносителя в активной зоне wср, диаметр ТВЭЛ (dТВЭЛ) принять из табл. 2.

Таблица 2

Вариант

Qэ, МВт

hу, %

р1, МПа

Dtнк, К

DТр, К

wср, м/с

dТВЭЛ, мм

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

440

640

1000

440

640

1000

440

640

1000

640

30

31

33

31

33

32

32

32

31

33

12

14

16

14

16

14

16

12

12

16

15

20

25

30

30

20

25

15

30

15

20

30

40

30

20

30

40

40

25

25

3

4

5

4

5

4

5

3

3

4

9

9,2

9,4

9,1

9,5

9,6

9,7

9,8

10,0

10,1

Для реактора РБМК.

Мощность блока (электрическую) Q , КПД установки hу, давление в первом контуре р1, температура теплоносителя на выходе из реактора Т1, температура теплоносителя на входе в реактор Т2; скорость теплоносителя в реакторе wср, диаметр ТВЭЛ (dТВЭЛ) принять из табл. 3.

Таблица 3

Вариант

Q, МВт

hу, %

р1, МПа

Т1, К

Т2, К

wср, м/с

dТВЭЛ, мм

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

800

1000

1200

1400

1600

1400

1200

1100

1000

800

29

30

31

32

29

30

31

32

32

29

7

6,5

7,5

8

8,5

7

6,5

7,5

8

7

553

554

555

556

557

558

557

556

553

549

543

545

543

543

543

540

540

543

538

539

2

2,5

3,0

2,1

3,0

2,8

2,4

2,3

2,5

2

13

13,2

12,8

12,9

12,4

13,0

13,1

13,8

12,7

13,6

 Результаты выполнения контрольной работы № 2 необходимо представить в виде заключения в котором отразить:

 1. Основные результаты расчета: тепловую мощность реактора Qт , расход теплоносителя (воды первого контура) Gтр , температуру теплоносителя на входе Твх и выходе Твых из активной зоны, сечение активной зоны для расхода теплоносителя Fт , количество тепловыделяющих сборок (ТВС) в активной зоне nтвс , диаметр Dаз и высоту Hаз активной зоны.

 2. Сравнение теплотехнических параметров рассчитанного реактора с параметрами реакторов ВВЭР, действующих на АЭС (Приложение 3).

 3. Вариант ТВС и его сечение студент выбирает самостоятельно (по прототипу) – Приложения 4, 5. При определении площади сечения, приходящейся на одну ТВС, необходимо учитывать слой замедлителя (воды) снаружи ТВС; толщину этого слоя принять в пределах 12 … 15 мм. Сечение всей активной зоны принять на 15 % больше суммы сечений ТВС с учетом размещения в активной зоне органов контроля и управления реактором. Высота активной зоны принимается в пределах 80 … 120 % от ее диаметра.

 4. Выполнить эскиз выбранного варианта тепловыделяющейся сборки.

 5. Температурный режим тепловыделяющего элемента. Изменение по длине и максимальные температуры ТВЭЛ: стенки оболочки со стороны теплоносителя, стенки оболочки со стороны горючего, горючего на оси ТВЭЛ.

6. Значения температуры насыщения, теплоемкости и плотности воды определить из таблиц теплофизических свойств воды и пара по заданному давлению в первом контуре. Толщина оболочки ТВЭЛ – 0,7 мм.

 7.Для определения температурного режима ТВЭЛ, его необходимо разбить на 5 – 6 участков и построить графики изменения температур по его длине.

АТОМНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ (АЭС)