Cpctfa - calculative program to check thermal-hydraulics in fuel assemblies - код поверочного детерминистического расчёта теплогидравлики В ТВС (стр. 2 )

В таблице 2: Твх – температура воды на входе в обогреваемый участок; Рвых – давление на выходе; ρW – массовая скорость; Q – плотность теплового потока; Т – измеренная температура внутренней поверхности оболочки центрального имитатора твэла на выходе обогреваемого участка; Ts(Рвых) – температура воды на линии ее насыщения; Т1,Т2,Т3 – расчетные температуры на выходе обогреваемого участка, соответственно, внутренней поверхности оболочки, наружной поверхности оболочки центрального имитатора твэла, воды; Х – весовое паросодержание.

Из таблицы 2 видно, что во всех опытах замеренные на выходе обогреваемого участка температуры (Т) внутренней поверхности оболочки центрального имитатора твэла лежат ниже соответствующих расчётных температур (Т1), но выше расчётных температур наружной поверхности оболочки (Т2). Попадание значений измеренной температуры внутрь диапазона расчётных температур, вычисленных на внутренней и наружной поверхностях оболочки, показывает наличие умеренного консерватизма в режимах с кипением теплоносителя (в расчётах Т2 > Ts(Рвых)).

Следует заметить, что приведенная оценка консервативности расчёта температуры оболочки твэла справедлива в условиях, когда горячий спай термопары помещён строго на внутренней поверхности оболочки имитатора. Ибо, если предположить наличие заглубления горячего спая термопары в тело оболочки, например, на глубину 0,2 мм, то есть принять, что показания термопары относятся к этой глубине, а не к поверхностному слою, то расчётная температура на этой глубине уже практически совпадает с измеренной. Однако проверить это предположение нет возможности.

2.3. Сопоставление расчётов температуры оболочки имитатора СВП с результатами измерений на стенде ОКБ ГП

Эксперименты проводились в ОКБ ГП на стенде для испытания имитатора стержня с выгорающим поглотителем (СВП). Нагрев имитатора СВП осуществлялся переменным током; длина зоны тепловыделения 3550 мм, мощность во всех экспериментах 5 КВт. Для отвода тепловыделения от имитатора СВП подавался расход воды в кольцевой зазор между имитатором и внутренней поверхностью направляющего канала (НК).

Рис. 6. Расположение термоэлектрических преобразователей (ТЭП) на поверхности имитатора СВП при его эксцентрическом расположении в НК: 1 – ТЭП; 2 - НК; 3 - имитатор СВП; 4 - дистанционирующий элемент

Температура наружной поверхности имитатора измерялась в пяти сечениях по его высоте на расстояниях, соответственно, 100, 395, 730, 1050, 1315 мм от верхнего конца зоны обогрева.

Пять термопар располагались в малом зазоре (по одной в каждом сечении), и одна дополнительная в большом зазоре на расстоянии 730 мм от выхода модели (на рис. 6 не показана). Погрешность измерения температуры наружной оболочки имитатора не превышала ±2 0С. Результаты замеров температуры наружной поверхности имитатора СВП при его эксцентрическом расположении внутри НК приведены в таблице 3.

Таблица 3

Сравнение расчётных и измеренных значений температуры имитатора СВП (0С) при эксцентрическом его расположении в НК

№ режи-ма	Т/Тр – измеренная/расчётная температуры поверхности оболочки в секторах с малым и большим (б) зазорами на расстояниях от верхнего конца обогрева, мм: 100, 395, 730, 730 (б), 1050, 1315	Твх. нк - вода на входе НК	Твх. м - вода на входе модели	Твых. м - вода на выходе модели	G- расход через НК, кг/ч
20	Т	330,6	329,1	325,6	316,4	324,7	319,5	292,5	295,8	329,7	166,6
Тр	332,5	329,8	327,0	319,2	322,8	321,5
Δ=Тр-Т	1,9	0,7	1,4	2,8	-1,9	2,0
1	Т	324,6	323,6	320,8	312,9	318,3	314,7	292,1	295,1	321,5	154,8
Тр	325,8	323,6	321,5	314,5	318,2	317,1
Δ	1,2	0	0,7	1,6	-0,1	2,4
32	Т	338,3	336,1	332,4	322,0	330,6	324,1	293,6	296,9	340,0	143,8
Тр	342,4	339,1	335,6	326,5	330,4	328,6
Δ	4,1	3,0	3,2	3,5	-0,2	4,5
21	Т	333,4	330,6	327,0	318,2	326,8	321,1	292,5	296,1	330,9	120,1
Тр	335,7	332,8	330,0	321,8	325,7	324,3
Δ	2,3	2,2	3,0	3,6	-1,1	3,2
34	Т	342,1	340,0	336,3	326,5	334,8	328,8	294,7	299,3	340,2	110,9
Тр	344,6	341,5	338,3	328,9	333,2	331,6
Δ	2,5	1,5	2,0	2,4	-1,6	2,8
24	Т	336,5	332,8	329,3	320,9	328,7	323,0	291,6	296,6	331,1	84,7
Тр	337,9	335,1	332,3	324,2	328,0	326,6
Δ	1,5	2,3	3,0	3,3	-0,7	3,6
35	Т	343,6	343,9	340,0	331,0	338,1	331,6	294,1	299,9	341,1	74,5
Тр	345,7	344,3	341,1	332,3	336,0	334,3
Δ	2,1	0,4	1,1	1,3	-2,1	2,7
9	Т	332,1	331,7	328,8	320,2	327,0	322,1	289,0	296,3	320,7	62,9
Тр	329,1	327,1	325,0	319,5	322,0	321,0
Δ	-3,0	-4,6	-3,8	-0,7	-5,0	-1,1
39	Т	343,9	347,4	343,1	334,2	342,4	334,6	290,6	301,6	341,0	50,9
Тр	345,7	345,7	343,8	335,7	339,0	337,4
Δ	1,3	-1,7	0,7	1,5	-3,4	2,8
13	Т	336,5	337,9	336,0	326,2	332,9	328,0	281,3	297,8	321,4	27,1
Тр	337,2	335,3	333,3	326,2	330,4	329,4
Δ	0,7	-2,6	-2,7	0	-2,5	1,4
16	Т	339,0	350,0	342,4	340,8	338,7	344,1	270,2	298,0	321,0	0,3
Тр	344,3	343,1	341,9	348,7	339,6	338,8
Δ	5,3	-6,9	-0,5	7,9	0,9	-5,3
40	Т	344,2	352,7	344,4	344,9	348,3	348,1	281,0	303,8	341,1	0,3
Тр	347,1	347,5	347,7	349,1	347,4	346,7
Δ	2,9	-5,2	3,3	4,2	-0,9	-1,4

Отметим, что в режимах 39, 16, 40 измеренные значения температуры оболочки имитатора на расстоянии 395 мм от верхнего конца обогрева превысили 345,7 0С – температуру насыщения воды при давлении 15,7 МПа, что свидетельствует о наличии в этих режимах кипения воды на поверхности имитатора (в секторе с малым зазором). Расчёты по CPCTFA тоже показали наличие поверхностного кипения в режимах 39, 16, 40, и отсутствие его в других режимах.