Анализ       Справочники       Сценарии       Рефераты       Курсовые работы       Авторефераты       Программы       Методички       Документы     опубликовать

Методические указания к лабораторным работам по курсу




Скачать 400.01 Kb.
НазваниеМетодические указания к лабораторным работам по курсу
страница1/4
Дата28.05.2013
Размер400.01 Kb.
ТипМетодические указания
  1   2   3   4

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ

Национальный технический университет Украины «КПИ»


МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ ПО КУРСУ

«НЕСТАЦИОНАРНЫЕ ПРОЦЕССЫ»


Киев НТУУ «КПИ» 2003

Современные инженерные технологии заключаются в моделировании реальных процессов. Это дает возможность прогнозировать процессы в реальных объектах, предсказывать поведение инженерных объектов, как в стационарных режимах работы, так и при различных переходных процессах. А так же, этот подход дает возможность прогнозировать процессы в слабо исследованных объектах или в объектах, которые только разрабатываются. В связи с этим, вопросы моделирования являются очень важным фактором при подготовке современных инженеров.

Цель лабораторных работ по курсу «Нестационарные процессы» заключается в том, чтобы закрепить и углубить знания, полученные студентами при изучении курсов «Нейтронная физика», «Теория ядерных реакторов», «Ядерные энергетические реакторы», «Нестационарные процессы». Данные лабораторные работы имеют целью дать возможность студентам проанализировать процессы, которые имеют место быть в реальном ядерном топливе современных АЭС. А так же, дают возможность познакомиться с вопросами моделирования нейтронно-физических процессов.

Лабораторные работы по курсу «Нестационарные процессы» являются одним из этапов подготовки студентов специальности Атомные Электрические Станции, в вопросах моделирования процессов на АЭС. Следующими важными этапами являются такие курсы, как «Вероятностный анализ безопасности», «Системы внутриреакторного контроля», «Интегрированные компьютерные системы» и другие.

Данные лабораторные работы необходимо проводить с использованием современных компьютерных кодов, используемых в отрасли. Это коды, которые решают дифференциальные уравнения диффузии и переноса нейтронов, используя различные современные методы (метод вероятности первых столкновений, метод дискретных ординат, метод Монте-Карло и др.). На данном этапе, к таким кодам можно отнести: MCNP, WIMS, SRAC, HELIOS, CASMO.
^

1ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЯДЕРНЫХ ПЛОТНОСТЕЙ


Любое макроскопическое сечение взаимодействия определяется как:

(1.1)

Где ij – макроскопическое сечение i-го вида взаимодействия j-го типа ядер [см-1], ij - микроскопическое сечение i-го вида взаимодействия j-го типа ядер [см2], Nj – ядерная концентрация j-го вида ядер []. Поскольку величина микроскопического сечения имеет порядок 10-24, то вводят величину 1 барн = 10-24 см2.

Число атомов или молекул в 1 моле вещества в нормальных условиях определяется числом Авогадро: NA = 6.0221023моль-1.

Плотность

, (1.2)

где N' - число атомов или молекул в 1 см3;

 - плотность вещества, г/см3;

Ar - молярная масса, г/моль.

Плотность нуклида типа i из молекулы j в рассматриваемой области

, (1.3)

где Nj - плотность молекул в веществе типа j, см-3;

- число нуклидов i в молекуле типа j;

Ej - объемная доля вещества типа j в рассматриваемой области k.

Если нуклид встречается в разных компонентах ячейки, то в зоне или ячейке находится суммарная концентрация этого нуклида.

На заре развития вычислительной техники, большую сложность представляли операции с плавающей точкой и, особенно, умножение сильно полярных чисел. Так, например, умножение величины ядерной концентрации ядер (~1020) и микроскопического сечения (~10-23), могло привести к появлению очень большой погрешности и, соответственно, к неверным расчетам. Поэтому, что бы избежать этой ошибки, от высоких степеней избавлялись на этапе подготовки данных. А именно, величину числа Авагадро умножали на величину одного барна, и в расчеты закладывалась величина NA = 0.6022 моль-1*барн, а сами микроскопические сечения в библиотеках задавались с размерностью барн. Нынешняя вычислительная техника избавлена от этой ошибки, но методика осталась. Таким образом ядерная концентрация, рассчитанная по зависимостям (1.2, 1.3) имеет размерность [].
^

2МОДЕЛЬ ЭЛЕМЕНТАРНОЙ ТОПЛИВНОЙ ЯЧЕЙКИ РЕАКТОРА ТИПА ВВЭР


Модель элементарной топливной ячейки покажем на примере тепловыделяющего элемента реактора ВВЭР-1000.

^ Элементарной топливной ячейкой для реактора ВВЭР является ТВЭЛ с прилегающим к нему замедлителем/теплоносителем.

Тепловыделяющие элементы в реакторе типа ВВЭР располагаются по треугольной решетке с небольшим относительным шагом t=1.275 см.

Тепловыделяющий элемент (ТВЭЛ) реактора ВВЭР изготовлен в виде круглого стержня и представляет собой цилиндрическую герметическую оболочку, заглушенную с торцов заглушками (головкой и хвостовиком) и заполненную ядерным топливом в виде таблеток (Рисунок 2 .1). Топливо в ТВЭЛах используется в виде таблеток из спеченного диоксида урана. От перемещения топливные таблетки фиксируются втулочным фиксатором. Для газообразных продуктов деления, выделяющихся в процессе эксплуатации ТВЭЛа на мощности, в конструкции ТВЭЛа предусмотрен компенсационный объем, расположенный в верхней части ТВЭЛа и представляющий из себя свободный объем, расположенный между нижним торцом верхней заглушки и верхним торцом топливного столба. Сквозное (центральное) отверстие, расположенное в центре топливной таблетки, заполнено инертным газом под давлением 2 МПа. Для компенсации температурных расширений топлива в радиальном направлении, между топливом и оболочкой находится газовый зазор, так же из инертного газа, как и в центральном отверстии.

^ Материал оболочки твэла состоит из циркониевого сплава Э-110 Zr+1%Nb. Плотность оболочки определяется из следующего соотношения:

, (2.4)

где Т0=293К, 0=6550 кг/м3.

^ Топливо в твэлах используется в виде таблеток из спеченного диоксида урана U235. Теплофизические свойства ядерного топлива определялись по БД. Зависимость плотности UO2 от температуры может быть определена по формуле:

(2.5)

где Т0=293 К, 0=10550 кг/м3.

^ В центральном отверстии топливных таблеток и в зазоре между топливными таблетками и оболочкой твэл находится инертный газ гелий (He).




Рисунок 2.1 Общий вид ТВЭЛа реактора ВВЭР-1000.
  1   2   3   4



Разместите кнопку на своём сайте:
Документы




База данных защищена авторским правом ©kiev.convdocs.org 2000-2013
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Похожие:
Документы