Реферат: Тепловыделение в активной зоне

При делении одного ядра выделяется энергия равная 200 МэВ из них примерно 184 МэВ остается в активной зоне, а 6 МэВ в корпусе реактора и радиационной защите в результате поглощения нейтронов и γ-квантов.

Для обеспечения нормальной работы реактора необходимо отводить тепло не только от ТВЭЛов, но и от других частей реактора: корпуса, замедлителя, регулирующих стержней, радиационной защиты.

В корпусе выделяется до 1 % тепловой мощности реактора. Для предотвращения недопустимого нагрева корпуса между ним и активной зоной устанавливается экран тепловой защиты. В ТВЭЛах выделяется не менее 95 % тепловой мощности реактора.

Из активной зоны тепло отводится циркулирующим через нее теплоносителем. При этом количество отведенного тепла составляет:

,

где — массовый расход теплоносителя, кг/с;

— удельная теплоемкость теплоносителя, кДж/(кг К);

— температура теплоносителя на выходе и входе реактора, К.

Количество теплоты, передаваемой от поверхностей нагрева реактора, может быть определено по уравнению

,

где — средний коэффициент теплоотдачи в активной зоне, кВт/(м2К);

— средний температурный напор между поверхностью нагрева и теплоносителем, К;

— поверхность теплоотдачи, м2.

При стационарной работе реактора соблюдается равенство:

= = .

Отсюда видно, что повышение нейтронного потока без увеличения расхода теплоносителя Gp приводит к повышению температуры теплоносителя на выходе из реактора, что вызывает увеличение температурного напора и температуры стенки ТВЭЛа. Тоже самое произойдет при уменьшении расхода теплоносителя при неизменном нейтронном потоке.

Для отвода тепла из реактора применяются жидкие и газообразные теплоносители: вода, тяжелая вода, жидкие металлы, двуокись углерода, гелий, а также используются смеси газов, расплавы солей, пары жидкостей.