KFKM987-07/S
SZABADOS L. BÍRÓ E, EZSŐL GY.
ALAPOZOTT ÜZEMVITEL A PAXSI АТ0ТОАЙ
^ERNICZKY L . ÍRJSZTÉL I
.
W Ü M M E S REAKTORÁBA*
VIGASSY J .
I . ÉSZ
A vtftm *шяш tátzEKtwr •2АИ!ТА$! IUAÄA»
«Ml
to «fetzen
имш
CÉNTKAL R68CAKCH INSTITUTE FOK PHY6ICS BUDAPEST
KFKI-1987-07/<: PREPRINT
FORRÓCSATORNA tCGHATAROZÁSRA ALAPOZOTT ÜZEMVITEL A PAKSI ATOTCROnO WER-440-ES REAKTORÁBAN I . RÉSZ A VERONA RENDSZER RÉSZEKÉNT MÖKÖDTETHETÖ SZAMÍTASI ELJARAS ÉS MÓDSZER SZABADOS L . ,
BIRÖ E . , ÉZSÖL GY., MARÖTI L . , PERNECZKY L . , TÖTH I . , TRÖSZTÉI, I . , VTGASSY J . Központi F i z i k a i Kutató I n t é z e t 1 5 2 5 B u d a p e s t , 1 1 4 , P f . 49
A munka a?, ATKP-1. nlfiroíjram 1.1.1.3 }'eladal
f«.
HU ISSN 0368 5330
1.1. '.? .U\ kut,:i.f.:i
KIVONAT A szerzők a VERONA rendszer részeként működtethető számítási eljárást és Módszert dolgoztak ki, amely a Paksi Atomerőmű WER-440-es blokkjain a forrócsatorna meghatározására alapozott üzemvitel termohidraulikai megala pozása.
АННОТАЦИЯ Расчетный метод был разработан для Пакшскоя АЭС. Этот мечол является лодячеечным анализом зоны реактора ВВЗР-440.
ABSTRACT Calculation method has been developed for the operation of the Pak.- NPP The thermohydraulic method is based on the subchannel approach and it is applied to the VERONA system.
- I-
1. BEVEZriT£S Az elmúlt években a zőnatcrmohitirau 1 ik.nl kutatások egyik fontos területe volt a névleges teljesítményszint és a teljesítménytar talékok értékelése mind az OKKFT Л/ll programon belül [1 j, mind a program keretcin kivttl [2, з] . Л kutatások támogatták azt a hazai célkitűzést, hogy a Paksi Atomerőmű működő blokkjai minél előbb elérjék a név1noes villamos teljesítményszintet. Döntően a VEIKI és a PAV vizsgálatai mutatták
ki, hogy a II. blokk ese
tében - a jobb szekunder oldali hatásfok miatt - a blokk villamos teljesítménye a névleoesnél nagyobb lehet. A kutatások a II. blokk reaktorára vonatkozóan a KFKI-ban tovább folytak, mely véofil is azzal az eredménnyel járt, hogy a KFKI és a PAV szakemberei - a kutatások eredményeire támaszkodva - üzemi kísérlettel is igazol ták, hogy a reaktor termikus teljesítménye mintegy 40 ИН-tal növelhető. A fenti eredmények elősegítették ezt a döntést, hogy - лг ЛТКР keretében - a blokkok gazdaságosságának növelése érdekéber továb bi vizsgálatokat végezzünk a teljesítményszint és a teljesítmény tartalékok értékelésére. Л munka végső célja - természetcsen a reaktorfizikai kutatások
eredményeit is felhasználva - az, hogy
megteremtsük egy korrektebb teljesítménykorlátozási kritérium bevezetésének műszaki-tudományos hátterét. A probléma az Üzemi biztonságot közvetlenül érinti, ezért a megoldáshoz vezető ut hosszú, több lépésből áll és a feladat több év alatt oldható meg. Jelen munkában a kutatások első eredményeit foglaljuk össze. A 2. fejezetben található a feladat körülhatárolása és a merroldáshoz vezető ut főbb lépései. Az 1986. évi feladatot a 2.1 pontban foglaltuk össze, és ennek részleteit adjuk meg a 3. feje zetben, mig a feladatmegoldás elemei a 4. fejezetben találhatók. Ez utóbbi két fejezet egyben az ismertetésre kerülő programcsomag felhasználói utasítását is képezi.
- 2 -
2. F E L A D A T M E G H A T A R O Z A S ÉS A MEGOLDÁS FŐBB LÉPÉSEI A kutatások az üzemben lévő WER-440-es blokkok optimális kihasz nálását szolgálják. A Bevezetésben emlitettttk már, hogy az első két blokk esetében ebben az irányban sikeres lépéseket tettünk: igazoltuk» hogy a reaktor zóna termohidraulikai biztonsága az előirt üzeműd táblázat betartása esetén, kielégit5. A II. blokk esetében a névleges termikus reaktor teljesítmény elérésével a hálózatra adható villamos teljesítmény A vizsgálatoknak ezt
12 ИИ-tál nagyobb lehet.
az eredményét a KFKI és a PAV szakemberei
Ozemi kísérlettel is igazolták. Mint a [2]és[?3 ~
b a n
Kimutattuk,
a reaktorokban további teljesítménytartalékok vannak. Ezek fel tárása azonban további intenzív kutatásokat igényel. Ezek ered ményeit azután az üzemvitel szerves részévé kell tenni. Ennek lehetőségét műszaki szempontból a III. és IV. blokk hazai irá nyító rendszere és benne a VERONA rendszer biztosítja. A feladat megoldás főbb lépései a kővetkezőkben foglalhatók össze. 2.1 A VERONA rendszer részeként működtethető számítási eljárás és módszer A feladat-végrehajtás éve: 1986. A fentiekben váz lt eredményekre támaszkodva a számitási | eljárás kiindulási eszköze a COBRA-3C/KFKI kód. Л megoIdor ülj / feladat két részből áll: fütőelemcsatoma szintű termohidraulikai számításokra alkal mas egyszerűsített kód fejlesztése; a forrócsatorna kivAlasztására alkalmas algoritmus kidolgozása, A feladat nehézségét az adja, hogy szubcsatotrna szint íi, kisméretű és gyorsfutásu kódot kell kidolgozni, cs jqyanakkor.
- 3 -
biztosítani kell, hogy a fütőelemcsatorna szinti! kezelésmód abban az értelemben is teljes legyen, hogy hasznos információ - a számítási eszköz kis mérete miatt - ne vesszen el. Meg kell továbbá találni апплк optimumát is, hogy milyen és meny nyi adat legyen a blokkszámitógépben és mit
lehet és kell
háttérszámitógépen tartani. A feladatmegoldás módját a 3. fejezetben olvashatjuk.
2.2 A. számítási eljárás és módszer alkalmazása blokkszámitógépen és az eljárás hőfizikai-hidrodinamikai verifikálása PMK-NVH kísérlettel A feladat-végrehajtás éve: 1987. A 2.l-ben kidolgozott számítási eljárást és módszert elsőként a III. blokkra telepítjük és üzemi adatokkal on-line módon ellenőrizzük a rendszert. Az igy létrehozótс adatbázisra támaszkodva minősítjük a rendszert, és a
tapasztalatok alaD-
ján kijelöljük a további tesztelési feladatokat, az eljárást és módszert szükség szerint módositjuk. Végrehajtjuk a PMK-NVH berendezésen a tervezési üzemzavarszimulációs kísérletet a 4.2 pontban leirt COBIKA riodul hőfizikai
5s hidrodinamikai ellenőrzésére. A kísérlet: б üze
melő FKSZ-bő) 1 FKSZ, pillanatszerüen beszorul. 2.3 Üzemi és kísérleti verifikálás és a COBRA-440 háttérkód A feladat-végrehajtás éve: 1988. Folytatjuk az eljárás és módszer üzemi és kísérleti verifi kálását olyan módon, hogy felhasználjuk az előző pontban szerzett minősítési tapasztalatokat, a PMK-NVH mérés eredmé nyeit, és további adattömeget gyűjtünk az üzemelő rendszerrn.
- 4 -
Kifejlesztjük a CODRA-440 kódváltozatot, amely megfelel a [ íj ban közölt módosításoknak, mint : a kritikus höfluxus számí tásának pontosítása; a forráskezdet jobb predikciója; aláhatott void modell beépítése; а veszteségtényező*: korrektebb figyelembe vétele, stb. Megkezdjük а hivatalos üzemi eljárássá nyilvánítás folyamatá nak végrehajtását. Hegjegyzést Az eljárás éc módszer feltételezi a hőforrás radi ális irányú eloszlásának pontos ismeretét. Ez a reaktorfizikai kutatások eredményeiből adódik, és a rendszerbe mindenkor beé píthető. Várhatóan még egy lépésre szükség lesz, mely az eljárás és módszer "finom megoldását" jelenti, de ez jelenleg nem speci fikálható. A dolgozat a továbbiakban a 2.l-ben specifikált és 1966-ra ütemezett feladat-csokor megoldásának eredményeivel foglal kozik.
3. SZÁMÍTÁSI ELJÁRÁS ÉS MÓDSZER A számítási eljárásnak és módszernek az a lényege, hogy üzemviteli adatokkal és PMK-NVH kísérleti eredményekkel megfelelően verifikált, szubcsatorna szintű számítási eszközöket adjon az üzemvitel számá ra. A kutatás-fejlesztési tevékenységnek az a célja, hogy hozzájá ruljon a működő WER-440-es blokkok optimális /- gazdaságos és biztonságos/ kihasználásához. Másszóval az a célunk/ hogy a jelen legi nagyon konzervatív teljesítmény-korlátozási kritérium he lyett/ egy korrekt kritériumra térjünk át, pontosabban megteremt sük ennek termohidraulikai vonatkozású műszaki-tudományos hátterét.
- 5 -
A feladat аз un. Íorrócr.ntorna meyhatározását és kiv.'tl.isr.tását jelenti, blokkszámitógépre telepitett számítási eljárás és mód szer segítségével. A fenti célkitűzés műszaki-tudományos szempontból azt jelenti, . hogy on-line üzemmódban, gyakorlatilag real-time "gyorsasággal" | kell a reaktor zóna minden pontjáról fütőelemcsatorna részletes! ségű adatokkal rendelkezni, tehát a számításhoz COBRA-tipusu £з] kódot kell használni. A probléma természeténél fogva azonban az ilyen kódok memória igénye túlságosan nagy /250 kbyte/ és ESzR típusa gépeken а futási idő is hosszú /tipikus futási idő kb. 10 CPU perc/. Л protléma abban van, hogy az ilyen kód - esetünk ben a COBRA-3C/KFKI - "minden" szolgáltatására szükség van. Olyan eljárást és módszert kell tehát találni, mely biztosítja azt, hogy az egyszerűsítéssel, a számításik, gyáratfágával hasznos információ nem veszik el. Az alábbiakban ismertetendő COCONT program alapváltozata a WfcR440 reaktor fütőelemkazettájúnak szubcsatorna szintű termohidraulikaí elemzését ugy vígzi, hogy a kazettát zárt szubcsatornákra bontja és minden szubcsatorna nyomásesésének azonosságát kö veteli meg. Ez a számítás a következő lépéseket foglalja magá ban: - Az adott rendszernyomás és belépő hőmérséklet függvényében, az egyes szubcsatorna típusokra reálisan szóbajövő tömegáram /G/ és hőfluxus /q/ értékhatárokon belül / & P , G, q/ elemekből álló tömböt generálunk, vagyis a parametrikusán felvett /G, q/ szempárokhoz kiszámítjuk az illető hUtőcsatorna nyomásesését. A továbbiakban a program a szubcsatornák forgalmának számítását IA ' ' 4/ táblázatok segítségével végzi mindaddig, amig a rendszernyomás vaqy a belépő hőmérséklet nem változik meg ér demben. a
f
G
- A 2. ábrán látható, hogy egy fütőelemköteg minimál-szimmetriával rendelkező l/12-ed részében 25 db szubcsatorna különböz tethető meg. Л számítás gépidő-igényének csökkentése céljából
- б -
szükséges a szubcsatornák szárának redukálása, ami azonos ho tel jesitményü szubcsatornák összevonása utján lehetséges. /Ld. СНЛРОИ szubrutin/. A szubcsatorna-fajtáknak ilymódon történő összeválogatására a kazettán belüli radiális egyenlőtlenségi tényezők érdemi megváltozása esetén van szükség. - A szubcsatornaforgalmak meghatározása az adott kazettaforgalom fOggvényében /Id. CHASEL és SOLVE rutinok/. - A szubcsatornaforgalmak ismeretében a hütőközegfelmelegedés számítása, valamint a légtérnéltetbb csatornára a falhőmérsék letek és a kritikus hőiluxus viszony meghatározása. A zárt szubcsatorna feltételezéssel végzett számitások azt mutat ják, hogy a legterheltebb szubcsatornákon áramló hűtőközeg menynyisége sokkal alacsonyabb, - és ami ebből egyérte)miien követ kezik - a kilépő guztartalom sokkal magasabb a hasonló paraméte rekkel végzett keveredéses számításokénál. Ezért azt az eljárást választottuk, hogy C0BRA-3C/KFKI kóddal a teljes figyelembe veendő paramétertartományra számításokat vég zünk, hogy az adott geometriára érvényes korrekciós összefüggé seket hozzunk létre, amelyekkel módosítva a zárt szubcsatornás számítást
helyes eredményre jutunk anélkül, hogy az egyébként
jól használható, de blokkszámitógépre nem vihető COBRA kódot kellene használni. Röviden ismertetjük azokat a COBRA számításokat, amelyek alapján meghatároztuk a korrekciós eljárást. Az elvégzett számításokat, az 1. táblázatban foglaltuk össze. Л táblázat esetei a teljes vizsgálandó paramétertartományt lefedik. A teljeeitményeloszlás axiális és radiális irányban csak a PAV által szolgáltatott adatokra támaszkodik, de ellenőrzés céljából az egyes számításokat megismételtük megváltoztatott teljesítményeloszlásokkal is. Megállapítottuk, hogy az általunk javasólt korrekció a mostanitól eltérő teljesitményelöszlások esetében is helyes eredményt szolgáltat.
-
П
-[2 N||
IJ
3 N
r
гН Ш
N7|
Щ 19 N h
[ZTN
N,
T,
23 N3 -
0
24 N4
t
9 N,
25 N,
|ю N?l
[26N
T,
ZLN3J
VUk Wtk
28 N,
13 N,
29 N,
-14 N
30 N
2
_j
7
T, f • 15 N
3
31 N
б Ы*. I32 N Ti-267°C T -269°C T -271°C 2
3
:
[18 N2 h
| 5 N:[
p
r
A ViZS'V'U E .i:Ti.;' OSS/EU.1T02Ó F.V
20 N4
L
2
-,
a
]
Qr 40130-73%% Or 40130-S?^ P,-12.25 MPa P -10 MPa
|17 N,
-|6 N21 |22 N;
4X1
?
i . T.'.üt л ; - л !
4 |sk
8 N
Q,
3
7 -
N, -1375 Mw N - N,.*5 % N -N»t10% I V N,412% 2
3
и
- 8 -
A vizsgálatok azt mutatták, hogy a zárt és keveredéscs számitások közötti döntő különbség az egyes szubcsatornák kilépő gőztartalmában mutatkozott. Kiindulva abból, hogy a konvektiv keresztáram lás hajtóereje a radiális teljeeitményegyenlőtlenségben keresen dő, ezért összefüggést hoztunk létre valamely szubcsatoma kilépő gőztartalmának a kazetta átlagos kilépő gőztartalmától való el térése és a vizsgált szubcsatoma teljesitmény-egyenlőtlenségi tényezője között. Ez a keveredés figyelembevételének alapja. As alábbiakban külön alfejezetek foglalkoznak a C0CONT programot alkotó szubrutinok leírásával, azoknak különböző tipusu számí tási feladatokra való összeszervezésével, valamint a szükséges input adatok leírásával. Az utolsó alfejezet a COCONT kódnak a VERONA rendszerbe történő integrálásáról.szól.
3.1 A COCONT program felépítése A program szerkezetét legkönnyebben az 1. ábrán látható szuferutin-hivási séma segítségével érthetjük meg. A MAIN a bemenő adatok beolvasásán kivül az egész program szer vezését végzi. A program felépítésének meghatározásában, az egyes szubrutinok feladatainak rögzítésében tekintetbe vettük, hogy a vele szemben támasztott különböző tipusu számítási igé nyeket optimálisan ki lehessen elégíteni. Erre a kérdésre a 3.3 alfejezetben még visszatérünk. A COBIKA szubrutin számítja azokat a konstans paramétereket, amelyek a zónán keresztül áranló hűtőközeg felmelegedésének számí tásához szükségesek. Hívja azokat a függvényeket, amelyekkel a höfizikal jellemzőket számítja a telítési vonalon a rendszernyomás alapján, A COBIKA hivja a CALCO szubrutint, mégpedig attól függően, hogy a / & p , G, q/ táblázatgenerálásról, kazetta-, ill. szubceatornaszámit&sról van-e szó, más és más belepő ada tokkal. A CALCO rutin az axiálisan 10 részre osztott csatornában számolja a hűtőközeg felmelegedését és meghatározza a nyomásesést, mindezt
- У -
az aláhütütt forrás figyelembe vételével. Л csatorna egyaránt lehet egy teljes kazetta /a kazetta átlagos viselkedésének meg határozásakor/, vagy egy szubcsatorna, de annak axiális irány ban vett hányada is /pl. a keresztáramlásos eset számításakor/. Szubcsatorna analízis számításakor a legnagyobb terhelésű csa tornánál /sarokcsatorna/ hívja még a BEZRUK, FALHOM és RIDRO szubrutinokat is. A BEZRUK rutin a kritikus hőfluxus ill. a kritikus hőfluxus vi szony értékét határozza meg minden axiális osztásnál. A FALHOM rutin a fUiőolem falhőmérsékletét számolja ugyancsak axiális osztásonként. A GIDRO rutin segítségével számoljuk az axiálisan nem-egyenletes teljesitményeloszlás hatását a kritikus höfluxusra. A SUBDAT rutin hivása előzi meg a CALCO szubrutin különböző tipusu hívásait, ui. itt kerül sor a hütőközegcsatorna geometriai adatainak számítására, amelyek mások és mások attól függően, hogy sarok-, oldalsó ill. belső szubcsatornáról, vagy pedig tel jes kazettáról van-e szó. A CHAPOW szubrutin a szubcsatornáknak a teljesítmény szerinti összeválogatására szolgál. Л 2. ábrán látható, hogy a köteg 1/12-ed részében 25 db fütőelemcsatorna és 15 db fűtőelem van. A rutin meghatározza a 25 csatorna teljesítmény egyenlőtlensé gét a csatornákkal érintkező fűtőelemek teljesitményegyenlőtlenségéből. A 25 fütőelemcsatornából - a sarok- és oldalcsatorná kat kivéve - a hasonló teljesitményegyenlőtlenségüeket max, 15 csoportba gyűjti össze. Л szelektálás! kritérium a nagy hőterheléeü csoportokra kb. ± 1%, az alacsonyakra nagyobb, max.+ 5%. A csoportokon belUl meghatározza a teljesitményegyenlőtlenségnek az egész kötegre vonatkozó multiplicitással súlyozott átlagát és igy egy sarok- és 3 oldalcsatornával együtt várhatóan 8-12, de legfeljebb 19 db. csatorna reprezentálja a köteget. Mivel ez a rutin állitja elő a szubcsatorna teljesítmény-egyenlőtlenségL
- 10 -
tényezőit/ ezért célszerű volt Itt elhelyezni a keveredési ef fektus figyelembevételét szolgáló Д х
/gőztartaloméltérések/
számítását is. Háromfajta empirikus összefüggés került alkal mazásra, a háromféle keresztmetszetű szubcsatornának megfele lően. A CHASEL szubrutin a CHAPOW-tól átvett reprezentáns csatornákra a kazetta átlagos jellemzőinek és a
/ A p , G, g/ táblázat fel
használásával a valószinü nyomásesés értékekre becslést ad a SOLVE modul részére. A SOLVE szubrutin a szubcsatoma forgalmak és a pontosított kötegforgalom kiszámítását végzi el numerikus iteráció segítsé gével, ha adott a reaktorzóna nyomásesése. A számításhoz felhas/•> nálja a szubcsatornák és a belépő rács nyomásesés/forgalom karak terisztikáját. A szubcsatoma karakterisztikákat 3-3 ponttal a CHASEL modul adja át, amelyek között másodrendű interpolációt alkalmazunk. Л belépő rács névleges munkapontjával van adva és karakterisztikáját kvadratikusnak tekintjük. A GEN
jrutin tulajdonképpen a SOLVE segédrutinja, feladata
az iteráció során felhasznált nyomásesés értékek és azok deri váltjainak előállítása. A COBKEV szubrutin lényegében a hütőközegkeveredés figyelembe vételét szolgálja. Kiindulva abból, hogy az egyes
csatornákban
létrejövő nyomásesés már a köteg első részében egyforma lesz, a szubrutin a kilépő entalpia ismeretében a köteg második resto re meghatározza a forgalomeloszlást a szubcsatornák között. /Az egy pontra koncentrált keveredés miatt az energiamérleg bő rülését egy forgalom korrekcióval veszi figyelembe./ így szolgáltatja a forgalomértékeket a háromféle geometriájú szubceatornákban a CALCO szubrutin számára.
- 11 -
3.2 A program bemenő adatai A program inputja összesen hét változót tartalmaz; ezek leirása a 2. táblázatban található. Az input adatok szánának radikális csökkentését az tette lehetővé, hogy az anyagjellemzőket és a geometriai adatokat a BLOCK DATA
szegmensben adtuk meg, miután
ezek a Paksi Atomerőműre specifikus adatok, s a program felhasz nálása során - akár off-line tipusu, akár a VERONA rendszer ke retében történő felhasználásról van szó - értékük állandó.
2.
táblázat
iGBiit-ä^äiSlS PS TBE QKAZ GKAZ IR
= = = =
rendszer: nyomás, bar köteg belépő hőmérsókJet,
С
kazetta átlagos hofluxus, W/cm 2 kazetta tömeyfluxus, kg/m /s
2
fűtőelemek száma 0, akkor nem kell a hasonló egyenlőtlenségi tényezőjű szubcsatornák összeválogatása /CIIAPOW/
ICOB
a COBIKA számítás vezérlési változója 0, akkor táblázatgenarálás a CHASEL és SOLVE részérc 0, akkor a kazetta átlagadatokkal számol köteg Ap-t, valamint az egyes szubcsatornák forgalmának és teljesít ményének megfelelő felmelegedést»x, >£. ,
A p számítása,
a sarok csatornában q / DNBR, a nem egyenletes fűtés hatá KR
sa a DNBR-re, Т „ IKEV =
а 1 1
számítása
a program vezérlési változója 0, akkor zárt szubcsatorna számítást végez 0, akkor keveredést is figyelembe vesz
- 12 -
3.3 A COCONT program felhasználási lehetőségei A Megrendelő Igényének megfelelően a COCONT program struktúráját ugy alakítottuk ki, hogy az egyaránt alkalmazható legyen önálló programként a Paksi Atomerőmű tetszőleges kazettájában szubcsatorna szintű elemzésre /mégpedig akár zárt, akár nyitott szubcsatornfk feltételezésével/, és a VERONA rendszer részeként mű ködve az üzemvitelt seyitő célprogramként. Ez utóbbi igényből as is következett, hogy célszerű a programot ugy szervezni, hogy a VERONA rendszer indulása esetén, adott üzemi paraméte rek mellett képes legyen a szubcsatorna analízist elvégezni, viszont a továbbiakban - amig a főbb paraméterekben nem történik lényeges változás - a számítás /a pontosság tartása mellett/ jelentősen egyszerűsödjék, és igy futási ideje csökkenjen. E szempontok szem előtt tartásával alakult ki a program blokksé mája, amelyet a 3. ábrán mutatunk be. A MAIN rutin az IR, ICOD és IKEV változók segítségével vezérli a program futását. Ha ICOB-O, akkor a program létrehozza a /др, G, q/ táblázatot, mégpedig attól függően, hogy a szubcsatornák közötti keveredést figyelembe kivánjuk-e venni /IKEV>0/, vagy nem /IKEV=0/, a zónának csak egy szakaszával, ill. a teljes zónahosszusággal számolva. A szubcsatornáknak teljesítmény szerint történő csoportosítására a CHAPOW rutinban csak a teljesitményegyenlőtlenség változása esetén van szükség: ez az IR változóval vezérelhető. A köteg átlagos paraméterekkel történő felmelegedés- és nyomásesés-ezámitását a program az IKEV értékétől függően ismét vagy a teljes zónára, vagy annak első hányadára végei el, s ugyanez érvényes a zárt szubcsatorna számítására is. Természetesen a COBKEV rutin hívására csak IKEV t 0 esetén kerUl sor.
- 13 -
Az elmondottak alapján л program а VERONA rendszeien beIUI а kővetkezőképpen futtatható: - Rendszerindítás esetén 1 R > 0 , ICOB = О és ÍKEV^O állitancSó be, igy megtörténik a szükséges táblázatok kitöltése. - Ezután, a szubcsatorna jellemzők bizonyos időközönként törtebb újraszámítására elegendő a programot IR=0, ICOB>0, és IKEV> 0 adatok mellett futtatni mindaddig, amig a rendszernyomás vagy a zóna belépő hőmérséklet nem változik meg érdemlegesen. Ezek megváltozása esetén a /Ap, G, q/ táblázatot újra kell generálni, ami azt jelenti, hogy a programot 1C0B=0 értékkel kell lefuttatni.
СОВТКЛ J
SUBDAT CALCO 1
^JIJEZRUKI
L
FALIIOM
-ilGIDRO
•í
CIIAPOW
*- CHASEL SOLVE
GEN
COBKbv
SUBDAT CALCO
] -J BEZRUK FALHOM
1. ábra A COCONT program rutinjainak hiváai sémája
- 14 -
2.
ÁBRA
FŰTŐELEM CSATORNA FELOSZTÁS ÉS FŰTŐELEM SZÁMOZÁS
- 15 -
Read
IR, JCOB, IKEV
Read
PS, TBE. QKAZ, GKAZ
igen 1 = 2,5 m
nem 1 = 0,75 m Х
nem
I С0В1КЛ Táblázatqenerálás
nem
CIIAPOW
icjen
1= 2 , 5 m
lj= 0,75 m
T
If 3, A számítási
ábru
e l j á r á s é s módszer b l o k k v á z l a t a
/ 1 . oiuaJ/
- 16 -
1 COBIKA
köteg v. félköteg Ар és köteg
h
k l
''
CHASEL
SOLVE
COBIKA
I I zárt szubcsatorna számítás
COBKEV
nem
X
С
i'
q.t
%i~>
4i h. *'
*9j
-
felmelegedés x , Д Р
sarok c s a t . : q ,dnbr K R
T
wall
Energiamérleg ellenőrzése
3.
ábra
A számítási eljárás és módszer blokkvázlata /2. oldal/
- 17 -
4. A FELADATMEGOLDÁS ELEMEI A program a háromszögrácsban elrendezett fütőelemrudakból és a kapcsolódó szubcsatornákból felépülő W E R fütőelemkötegek termohidraulikai számítását végzi, állandósult állapotban. Egyfá zisú áramlásban valamint a kétfázisú áramlás változatos tarto mányaiban képes meghatározni a szubcsatornákban áramló hűtővíz texmohidraulikai paramétereit, valamint igen jó pontossággal a fütőelemburkolat hőmérsékletét. A program felhasználásának aján lott tartománya a WER-44C tipus normál üzemi viszonyaira jel\ lemző egyfázisú hocserétői az intakt primer kör esetében legsu! lyosabb
üzemzavarként feltételezett 1 FKSZ beszorulásakor leját-
! szódó tranziens folyamat során fellépő forrásos hőcseréig terjed. A tartományon kivüli alkalmazás a számítási idő kedvezőtlen meg hosszabbodásával ч esetleg konvergencia problémákkal járhat. A matematikai-fizikai modell a megmaradási egyenletek megoldására épül. Az egyenletrendszer zártságának biztosítására kísérletileg ellenőrzött, W E R specifikus empíriákat alkalmaz. A felhasználó két, lényegében önálló program modul között vá laszthat: a/
a hidraulikailag zárt szubcsatornákből felépített fütőelemköteg számítására szolgáló modul;
b/
a szubcsatornák közötti keresztáramlást feltételező megoldás.
Az a/ változat igen konzervatív számítási eredményeket szolgál tató megoldás, ahol a keveredési effektus entalpiakiegyenlitő hatása nincs figyelembe véve, s mint ilyen, konzervatív biztonsági számításoknál fontos szerepet játszhat. A b/ variáns üzemi és üzemzavari körülmények között a biztonság alakulásának tisztázására szolgál. Л felhasznált algoritmus lé' nyegóben azonos az a/ megoldásban alkalmazottal, de a keveredés hatása COBRA számításokra alapozott közelítő módszer segítségével figyelembe van véve.
- 18 -
4.1
Л zárt í-.zubcsatornás változat matematikai modelljének leírása
A matematikai modell egyenletei a megmaradási egyenletek. Kontinuitás A stacionárius folyamat, minthogy zárt szubcsatornák esetében keresztáramok nem léphetnek fel, a
4 =K к G
А
=
á
n
tömegmegmaradási egyenletet eredményezi. Energia megmaradás Az energia egyenlet felírásakor a következő közelítések ill. fel tételezések történtek: - sem turbulens keveredés, sem kényszeritett keresztáram, sem hő vezetés a szomszédos szubcsatornákból energiát nem szállít; - a disszipációs energiahozzájárulás elhanyagolható. Fentiek alapján az egy axiális osztás entalpia növekménye a követ kezőképpen számitható: q /i/
h
K
K
P
K
/i/ - h /i-1/ - - § — • -JL Az K
ahol а К index a szubcsatorna sorszámát jelöli, mig i az axiális osztások sorszámát. Az aktiv zóna belépésnél
i»0.
Impulzus megmaradás Az Impulzus egyenletet azzal a feltételezéssel irtuk fel, hogy az áramlási csatorna keresztmetszete állandó. Ekkor stacionárius esetben Írhatjuk, hogy P /i/ = P /i-l/ - A P K
K
K / H
/i/ - Д Р , К
8
/i/ - Д р , к
д у
/i/
- J9 -
Az egyes tagokat általános esetben, azaz két fázis f olt ól <;lozésével Irtuk fel, amiből \~0 helyettesitéssel az egy fázisra érvényes összefüggést kapjuk. A folyadékoszlop-maqassáyból adódó hidrosztatikus veszteségre Írhatjuk, hogy ЛР
К
#
Н
i
i ^z
/i/ «
|[i - / R / Í / J J Í +
[l -* /i-1/] í K
x
к'' U 1
+\
/i-1/ l
A súrlódásos nyomásesés az alábbi módon számitható: A
PK,S
n/-[l IU
2
* Ч ^ . ]
K
Л
to'
?!
A gyorsításból eredű nyomásveszteseg a következő módon határoz ható meg: 2
х
/ 1 / ]
Д рK,gy /i/ - KG Í и - 5 кP
, í l
1-f-
Ü
{
1-,C /i/ 2
K
1 -*
K
/i-1/
K
/ A /
1
51
K
[l - x /l-l/]
X
^ 5*1
x *
K
^ /i-1/'
K
/i-1/
$
Az összefüggésekben f. mindig az aktuális folyadéksürüséget jelenti, tehát egy fázis vagy aláhütött forrás esetén a folyadékhőmérséklethez tartozó adatot, az egyensúlyi goztartalom elérése kor pedig, minthogy *»kkor л folyadék telítési hőmérsékletű, a te lített vis sűrűségét. A $ érték mindig a telített gőz sűrűsége.
20
A számítások során feltételezzük, hogy as áramlási csatornában létrejött nyonásesés a hSfizikal jellemzők változása szemppontjából elhanyagolható. til
Д gőztartalom számítása
Annak megállapítása, hogy as áramlási csatorna adott pontján mi lyen tlpusu hőcsere uralkodik, az entalpia éltéke alapján törté nik. Amennyiben az entalpia értéke Meghaladja a forriskcsdetet képviseld h
entalpiat, de alatta marad as egyensúlyi gősfejlődés
Q
kesdetét jelentő h, entalpiának, a csatornában aláhütött forrás uralkodik. Az aláhütött forrás tartományát az egyfázisú szakasz előzi meg és a kétfázisú rész követi. Következésképpen ha
hj^/i/ <. h
ha
hjj/i/ > h
0
akkor
x /íl
» 0
akkor
x /i/
»
K
h /i/ - h —* -* r K
x
R
in
ha
h
Q
< h /i/ <,h
x
K
akkor
x /i/
U "»I
K
ahol
n - -
x
l
°
h /l/> h K
és
A forráskezdetet képviselő
h
l
B
>jy
entalpia meghatározása a kővet
kezőképpen történhet:
[ "к''q /i/ K
*0
és h a T entalpia. Q
S
Q
1
/
q
K
/i/
i* \M
' "I
J
hőmérséklethet tartozó gőztáblázatból meghatározható
- 21 -
As el5z5 összefüggésben szereplő hőátadás! tényező meghatározására a Dittus-Boelter féle empíriát célszerű használni, ami szerint
*Mi/ -
• К °'
' РГ°' • o,023
8
4^
4
továbbá T +273,15 s
a = 12
és G
R
== — 5K
e
d
4 * A,
e £_.
ahol
K
d.
jfa A
h
PN,
entalpia ismeretében az *
о
x
gőztartalom értelemszerűen
о
К - ь^ x
o
=
о
s
Az egyensúlyi gőzfejlődés kezdetét jelentő
x,
gőztartalom a
következőképpen kapható:
•V Az
x
sulyszerinti gőztartalom ismeretében a térfogati gőztarta
lom meghatározására Zuber és Firidlay összefüggését választottuk: x
K
/i/
* /i/ = K
1
1
- V'
Sl
1
+
V'
V
1 rel +
U J K G
-
22 -
«hol i
r.i- -"-V
V
4»
С о
»
\T^
l,li
A £al*jtr»én t k «aámitás* e
c
AB áramlási CLatornát határoló f&tött f a l a k , j e l e n esetben a fa\fmlanburkolatok hőmérsékletét a folyadékhőmérséklet ós hőfltuiu« ismeretében a l o k á l i s hőátadás! tényező s e g í t s é g é v e l határoshatjuk meg. i r h a t ó , hogy:
4 /i/
*
T.
/i/
+
q- Д / -32 K'
A folyadékhőmérséklet az energia egyenletből meghatározott entalpia alapján gőztáblázatból származik. A hoátadási tényezőt • három figyelenbevett tartományban a következő módon számíthat juk 1 a/
egyfázisú hőcsere /Dittue-Boelter/ : ©CH /Í/ K
b/
-
mint előbb
hőátadás aláhütőtt forrás esetén /KFKI
modell/: •
Ян /1/ - Л к
Ан н
*forr
ahol
^
a c o n v
z
Л *H +
\*forr
- 1
*S ~ 1 *-H l * *-"* ж
^convj
előző egyfázisú eset, ^ f
o r r
forrásos változat szerinti hőátadás! tényezők.
T
T
S "o
pedig a következő
- 23
с/
-
t i s z t a forrásoe hőcsere
M
M
e(H /i/ - K q / i / K
R
ahol M = 3,33
^ 5,33
és К
7
5
0
23
= ( ' Щ ' -[
1 + 4
^(22Ь) ' j /
Az eddigiek szerint számított falhőmérsékletek a ncdusok végén fellépő lokális értékek. A kritikus h5fluxus és DNBR számítása A krizis helyének meghatározásához a kritikus hőfluxus értékét minden axiális osztás végén kiszámítjuk, majd a DMBR-t képezve megkeressük azt a két osztást; amelyen belül van a minimum hely. Ezután egy algoritmus a DNBR. pontos helyét határozza meg. Végül a hely ismeretében a nemegyenletes hőfluxuseloszlás hatását figyelembe vevő formatényező kiszámítására kerül sor. A kritikus hőfluxus számítása a W E R típusra elfogadott Bezrukov korrelációval történik, ami a következő:
0,795 - 1 0 q
kr
6
д. /-о,5 о,Ю5р/ х/
+
,
egy Я G -0.127+0.311/1-х/ ,
ahol p
, i . , O
o l 8 5
p/
MPa-bnn helyettesítendő.
Az axiális eloszlás formatényezőjére a Gidropressz-ben kidolgo zott összefüggést alkalmazzuk:
-
(г
24
-
"\ п КГ ч!%1 &% q 1г 1 "Кг'
/2, 'Кг
Чг
г
г,1
ahol п » 3,7$-1Э,61 j j f ^ + 17,88 L£
Л
z
A *» "* l egy r e l a x á c i ó s hossz, aminek értéke' a Gidropressz s z e r i n t WER r e a k t o r o k esetében r
z
«Kr - l * ° '
7 2
m
[ ]
VégUl nemegyenletes hőfluxus eloszlásnál a kritikus höterhelés értéke a következőképpen adódik:
q
Kr "
F
*
q
Kregy
A programban használt további korrelációk A fütöelemköteg szubcsatornáiban alakváltozásos ellenállástényezöt a távolságtartó rácsok jelentenek. Ezek értéke szubcsatornánként változik és egy, a KFKI-ban kidolgozott eljárás segítségével a következő: sarokceatorna
7 *
0.208
oldalcsatorna
7 -
0.159
centrális csatorna J »
0,240
- 25
h súrlódásos nyomásveszteség számításához szükséges csosurlődásl tényező számítására ajánlható i^szefüggés:
A-
B
Re
ahol
m
В - 64
és
ю»1
ha
Re < 2350
В = 0,316
és
я«0,25 ha
2350 < Re < 5-10
В » 0,184
és
m=0,2
Re
ha
> 5*10
4
4
А ф kétfázisú szorzótényező meghatározása célszerű MartinéiJi Nelson módszerével, amelynek analitikus megadására a KFKI-ban а kOvetkező függvényt fejlesztettük:
2
1
1
1
8
•o • i * * * Í » ) ' "' ' ahol
x
fct
a Martinelli paraméter .o,5 .
é.
x
fct
. o,l
o,9
(В' ft) w
illetve 6
С - - 2.6704'10" 'P
3
_3
+ l,2586'lO 'p
2
- 0,23671'p + 21,0
- 2f. Jelölések f
m
A С
áramlási keresztmetszet eloszlási tényező
J
с d g G h p P PN Pr q Re r T v , x z
fajhő [j/kgj egyenértékű átmérő fm J nehéz-ségi g y o r s u l á s [m/s J tömegfluxus [k<j/m s j entalpia [j/kg.l nyomás Q N/m J fűtött kerület £n«3 nedvesített kerület Jjn} Prandtl szán hőfluxus [w/m J Reynolds szám rejtett hő [J/kg3 hőmérséklet [°c] relativ sebesség fm/sj gőztartalom axiális koordináta [ml 2
Görög betűk •^ i(
térfogati goztartalom hőátadási tényező [w/m , °C ] kétfázisú szorzó csősurlódási tényező hővezetés! tényező Г W/m, °C J viszkozitás [kg/m,s] sűrűség [kg/m .] felületi feszültség [N/m] hidraulikai ellenállástcnyező 2
H
é Д Д.. Mf 6" *1
3
Indexek К i g 1 S Kr W
szubcsatorna sorszám axiális osztások »ors/. 'ima gőzfázie folyadékfázis telítési állapot kritikus érték fal
- 27 4.2 A szubcsatornák válogatása és a táblázntgeneriilás A 3. fejezetben vázoltuk a két modul szerepét, amelynek ered ményeként a szubcsatornákat csoportosítva, a csoportokat átla gos és várható paraméterekkel jellemezve továbbítja a számítá si folyamatban következő modulok felé. A szubcsatornák teljesítmény-egyenlőtlenségének meghatározásá nál azzal a közelítéssel éltünk, hogy a hűtőközegnek átadott hoteljesitmény csak a felülettel arányos, azaz a szubcsatornával érintkező fűtőelemek egyenlőtlenségi tényezőjéből a felületek kel súlyozott átlaggal számithatók. A szubcsatornák csoportosítására a következő tartományokat vettük fel a jelen prog.amváltozatban a WER-440 fütőelemkötegére vo natkozó információk alapján: satorn;i tartomány ti pus sorszám 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 2 2 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 1
alsó határ 1,24 1,22 1,20 1,18 1,16 1,14 1,12 1ДО 1,06 1,02 0,98 0,94 0,9O 0,85
, e s
felső határ 1,239 1,219 1,199 1,179 1,159 1,139 1,119 1,099 1,059 1,019 0,979 0,939 0,899 0,849
l.oldalcsatorna 2.oldalcsatorna 3.oldalcsatorna sarokcsatorna
A valószínű nyomáseeés értékek meghatározása a szubcsatornák cso portonkénti átlagos hőterheléee és a kazetta átlagos nyomásesése felhasználásával történik a CHASEL szubrutinban. А СОЪф C0MM0Nmezőben rendelkezésre álló táblázatban megkeressük az emiitett paramétereknek m- gfelélő három legközelebbi forgalomértéket, majd e forgalmakhoz J. eáris interpolációval meghatározzuk a való színű nyomáseeés értékeket.
-
4.3
Ab
-
Л szubcsatornn- és kt>to»|f orqaloin kiszámítása xártcsntornas node11ben.
Feladat; tételezzük fel, hogy ismertek a P = P /g / K
K
K
/1/
függvények valamilyen közelí tésben, melyek az egyes szubcsatornák nyomásveszteségét adják meg forgalmuk függvényé ben, valamint ismert a R - R/g/ 9у
9 "" 2
' Ук'
p, R, P
9
k
9/
/2/
S G C
Pascal
függvény is, amely a kazetta előtti szűkitőn történő nyo másesést adja meg a kazetta forgalom függvényében.
Fenn kell állnia továbbá a XX т 9 T~ к Ч
/3/
összegezés! feltételnek. Keresendő iterativ eljárás, mely P ismeretében kiszámítja a g , K=1,II; g mennyiségekot ugy, hogy fennáll a P-B/g/ " p„ /g /
K- 1,2,..., II
K
összefüggés.
A továbbiakban az m mennyiségeket szubcsatorna multiplici tásoknak fogjuk nevezni. K
14
- 29 -
Megoldás Jelölje
r-i, и; g.
<W
as ismeret-len mennyiségek egy olyan becslését, melyre nem kell, hogy fennálljon a /3/ összefüggés, azaz a
т
Ibi
9
к ок
K=l összefüggés fennállását nem követeljük meg. A becslés környe zetében fejtsük Taylor sorba az /1/ és /2/ függvényeket, és álljunk meg a sorfejtésben a lineáris tag után. Ekkor bizonyos környezetben jő közelítéssel igaz, hogy
PK* P
K
ЭР,
+
'W
/ 9
2b
K"W
/6/
'OK
és
R«R/g / 0
+
Vezessük be a
| |
PoK
/g - g / 0
=
d
P
'«еж'
K
?Í£
к - ag
/7/
/в/а/ /8/b/
K
'oK R
0
- R/g /
ЛЛ
c
/в/с/
/8/d/
9«
jelölésekot. tí/ekkol /6/ és /7/ helyett irható, hogy
'K és
+
Рок
R - R
0
Ö
K
'4 -
W
+ ДА • /g - g / 0
/9/ /10/
30 -
A /•/ és /ÍO/ köielitő függvényekkel kell кlelégite»1 a fel tételi egyenleteket, melyeket jelöléseinkké] a II
K=l P « p + R és
p - p
0
+ ЛЛ /g - g /
« p + d
K
o 4
K
/g - g / R
alakban Írhatunk fel.
9K
S
+
9„ir
/11/b/
Q
K-I,2,... .11;
oK
/Il/c/-b51 kifejezhető
p—p ~
/М/с/
gr
K=1,2,....II;
/12/
Elt / l l / a / - b a h e l y e t t e s i t v e adódik, hogy II
II
K=l
_
II
K=l
"*PoK
/13/
K^l
/11/b/ és /13/ két lineáris egyenlet g-re és p-re, mint is meretlenekre, mely könnyen megoldható. /13/-ból adódik, hogy m
ZTj V O K Г~™ ^ í
5»
—
—
m
^-* •
IM
V-» K ^ K
К
V" ^
d
és végül /ll/b/-be ezt
Í*Q
<-Т»
" "»
Г_ mük 2.
d
K
f
П1
ÜK K d
behelyettesítve "
g +
p
K oK
.
"«PoK £4
=
—
Г
U
m
1
üü
d
K
1ДД+
. 3
I
l
>>
1 «"1 m l VÜK d
^ K
|
/
'
1
5
/
'
- 31 -
A /14/ és /15/ összefüggések felírásánál eltekintettünk az összegzési határok feltüntetésétől. Amennyiben már a becslésekre fennáll az / 5 / összefüggés, akkor /14/ é s /15/ helyett az egyszerűbb
Гg
P
*
s
g
o
.1—1
2-i ч ős
г—> p - R
0
-
^
P P
"R "R O cK
Ls~~4 K d
л
/14/a/
d
K
mK po t K
m -
o K
-
/ g - g /|AA • 0
^
^
|
/«/a/
összefüggések használhatóak a számításra. Tehát egy iterációs lépés a következő számításokat igényli: a./ /15/ vagy /15/a/ alapján ki kell számítani g-t b. / c/
/ H / b / alapján ki kell számítani p-t /12/ alapján ki kell számítani a g „ , K=1,2,II mennyiségeket.
Б számítások elvégzéséhez szükség van a
P
d
R
é s
oK' K ' o
™
/ 1 6 /
mennyiségek ismeretére. Ezeket az előző becslés helyén kell kiszámítani. Ehhez az alábbi további feltételezésekkel élünk: 1/ A szükitőn történő nyomásesés a számításodban igényelt szűk kazettaforgalom intervallumban jól közelíthető másodfokú összefüggéssel, azaz a szükitő veszteségtényezője állandót
- 32 -
g
no vi 2 névl
/17/
Ebből 2
R ..
/18/
R = У * _™2Í0
0
9
n6vl
és ЛА = 2 g, о
Rnévl g
2 névl
/19/
= 2-
2/ A szubcsatornákban fellépő nyomásveszteségek közelítő számí tására jelen programverzióban másodfokú parabolikus közeli* test alkalmazunk a szubcsatornaforgalomra vonatkozó ama szűk intervallumban, ami egyáltalán számításba kerül az egyes egye di szubcsatornákra vonatkozóan; azaz minden egyes külön számitásba veendő szubcsatornára más és más parabola megadása lehetséges. A parabolát három ekvldisztánsan elhelyezkedő pontjával tekintjük megadottnak /lsd. ábra/.
PT/3.1,
PT/2,1/ W/1,1/ fo+DD/I/} Я GF/I/ Az ábrán alkalmazott jelölések megfelelnek azoknak a jelölé seknek, amelyeket a programozás során alkalmaztunk. Ezekkel a közelítő parabola egyenlete:
'OK
PT/2,I/ + D2-H1/I/ + /D2/'
"/I/
/20/
- 33 -
ahol as ábra jelölésein túlmenően
g - GF/I/ - _S* GP/I/
D 2
•
. i DO/I/
/21/
DD/I/ pedig ax ekvidisxtáns ponti* által kif ,*.\tett inter vallum relativ félszélessége, I pedig • K. A /20/ és /21/ formulák deriválásával képexhetőek a d meghatározásához szOkséges formulák: -ЩGP/I/* DD
azaz
d
R
-JHl/I/ + 2- 02 -H/I/l
•* H2/I/ + D2 • H3/I/
R
/22/
/23/
A felhasznált további definiciök:
H/I/ » 0 , 5 - { P T / 3 , I / • PT / 1 , 1 / 1 - PT / 2 , 1 /
/24/
Hl/I/« 0 , 5 - ^PT/3,I/ - PT / 1 , 1 / J
/25/
H2/I/ -
Н1
г
11
/26/
DD/I/-GF/I/ H3/I/ -
2
H
l
' l l DD/I/ • GP/1/
/27/
А /20/-/27/ formularendszer helyett elképzelhető az is, hogy * K ' K ' függvénygenerátor egy olyan kibővített verziójának az alkalmazása lesz célszerű Ismételt hivás formájában, amely a d / 9 / deriváltfüggvényt is előállítja, esetleg numerikusan. P
9
K
K
- 34
Vfgmsettll megemlitjOk, hogy • program más részén használt tömegfluxuaok és as itt alkalmazott forgalmak kOzött as alábbi egyssmru transzformációs formulák állnak fenn:
fg - GSÜB /I/ * ff^ - « Ü B /К/ fg - GSUm /K/ 9
- GRAZ
«
FF/1/
sarok ssubcsatornára
S PF/2/ •
oldal ssubcsatornára
FF/3/
}
/28/
bels5 ssubcsatornára
FF/4/
a kazettára, ahol
FF/1/, FF/2/, és FF/3/ megfelelő szubcsatorna keresztmetszetek, továbbá fennáll, hogy II rT/4/ - V ^
sy
a
FF/5/
K»l
a kazetta keresztmetszete /j=j/K/ összerendelés a K-edik szubcsatorna típusát adja meg, j-1,2,3/.
/29/
- 35 -
4.4 Л szubcsatornák közötti keresztáramlást feltételező megoldás Mint Bár Megállapítottuk, a keveredés hatását a szubcsatorna kilépő entalpiaeloszláson keresztül vesszük figye lembe. Pontosltsunk néháiny fogalmat a könnyebb érthetőség kedvéért. Kilépő gőztartalom alatt az «
x
1
i" -
i'
értéket értjük, ahol i az 1-edik szubcsatornából kilépő közeg entalpiája. A kazetta átlagos kilépő gőztartalmát az f c l
kaz
_
t
.,
= J.M
x
kaz
1_
,,
_
.,
z
összefüggés adja, ahol i£* a fütőelemkazetta átlagos kilép? entalpiája. Az általunk felhasznált paraméter a Ax
ahol x talom.
í
=
x
±
- x
k a 2
az előbb e m i i t e t t 1-edik szubcsatornából kilépő gőztar
A COBRA számítások felhasználásával a háromfajta qeometriáju szubcsatorna tipusra a következő Összefüggéseket kaptukt Belső csatornára;
Ax - -0,78
• 1,76 ip - 0,96
Oldal csatornára»
Лх - - 6 , 9
Sarokcsatornára;
ú x - 0,55 'Ajj^^g
2
•hol <£> a szubcsatorna teljesítmény-egyenlőtlenség! tényezője.
- 36 Вхел összefüggések felhasználásával a programrendszer működése • következőképpen módosul. IKSV axiális osztásig zárt szubcsatorna analízist végziink és itt követeljük meg a nyomásesés kiegyenlítődését. Így az IKEV osztás •lkjában egy entalpiaeloszlásbos jutunk az egyes szubcsatornákra. ügy teljes kötegszámitással meghatározva a köteg átlagos kllépS entalpiáját а Д х összefüggés felhasználásával meghatározzuk az egyes szubcsatornák kilépő entalpiáját. Az IKEV osztástél az entalpia különbségekből határozzuk meg a htltőközegforgalmakat. Az energiamérleg helyreállítása érdekében végrehajtjuk a belépő entalpia korrekcióját a következő módon:
tA" t^u к
w a
- 'ni
Q
fG
- ul
i
д
• '
z a r
ahol ij.12 * szakaszból kapott entalpia, G az. első szakasz hütőközegforgalma, G — a második szakaszé, és az összegzés mindéi szubcsatornára megtörténik. Végül meg kell említeni, hogy ez a módszer IKEV osztástól nem követeli meg a nyomásesés szubcsatornánkénti egyenlőségét, de az ellenőrző számitások azt mutatták, hogy a kialakuld nyomáseeések eltérései a számítás pontosságán belül maradnak. Megjegyzés: óértékére 0,2 javasolható.
- 37 -
5. Mintafeladatok Ах előző pontokban részletesen Ismertetett program lehetőségeinek szemléltetésére két példát mutatunk be: a/ a WER-440 zóna legterheltebb kötegének / K « 1,35/ számítása név leges
üzemi körülmények között;
b/ az a/-val megegyezd fütőelemköteg számítása feltételezett legrosszabb körülmények esetére. a/ Nominális üzemmód Az aktiv zóna fő üzemi adatai a következők: N - 1375 MW q - 44,6 • ÍO K - 1,35
4
W/m
2
q
T
2 6 7
C
be " p " 12,26 NPa Q
be"
2 6 2
K
m 2
° 9/ '
e
b/ Feltételezett legrosszabb üzemmód A zóna fő adatai: N - 1,10 • 1,02 • 1375 Mf 50 % többletteljesítmény 2 % mérési bizonytalanság q - 44,6 • 1,12 • 1 0 W/m K - 1,35 4
2
q
T
2 7
be" ° °
C
p - 12,0 MPa 0 ^ - 2620 - 20 t Kg/m ,s 2
- 38 -
A számitások a íütőélcmkütoy loqkisebb szimmetrikus Г Р Я / Г Ч О , azaz az 1/12 részre történnek. Л szubcsatomák és fütőelemrudak kódo lása a 2. ábrán található, mig az axiális és radiális relatív teljesitményeloszlásókat a 3. illetve 4. táblázatok tartalmaz zák. A fütoelemköteg geometriai adatai: fütőelemátmérő rácsosztás fütőelemköteg kulcsnyilás
9,1 ' 10" 12,2 • 10~
m m
3
144 • Ю
-
3
m
falvastagsá;
2,1 " Ю
-
3
m
fűtött hossz
2,5
fütőelemköteg
111
A számításba vett távolságtartó rács méhsejt!i^usu. ; elé») i i ён;.ч a 4. ábra mutatja 19 rúdból álló köteg esetére. Л távolság tartók axiálisan 250 mm-enként követik egymást. Az első távol:..14 tartó helye a fűtött hossz kezdetétől számított 12'. mm-1 о v<m. A fütőelemköteg belépésénél a fojtó tárcsa ellenálJás!ényczo |óic )
• 20 értéket vettünk fel.
Az eredmények az 1-0 listán találhatók. /5/
- 39
3.
-
ТАВШАТ
A teljesítmény a x i á l i s eloszlása az aktiv zór.ában
2 /cm/
K
0.
0.Э
0.25
0.96
0.50
1.26
0.75
1.484
1.0
1.4B4
1.25
1.39
1.50
1.20
1.75
0.94
2.0
0.59 0.40 0.07
2.25 2.50
z
40
4. ТАВШДТ
PUtCelemköteg r a d i á l i s t e i j t i l t r o á n y - e l o s z l é s
FUtSeUn »ortiám»
K_
l
0.864
a
0.864
3
0.863
4
0.890
5
0.888
6
0.942
7
0.929
В
0.925
9
1.029
10
1.008
11
1.000
12
1.25
13
1.141
14
1.134
IS
1.129
41
>
4. ábra A távolságtartó rács felépítés«
- 42 -
Irodalomjegyzék
[1J
A Paksi AtomeromU biztonsági analízise. Szerk.: Szabados László. MTA-KFKI, Budapest, 1986.
[2]
Ézsöl Gy.
Г3J
Szabados L. és mások: Zónatermohidraulikai eszközök
és Marót! L.: Л Paksi AtomeromU teljesitménytartalékainak vizsgálata. KFKI-1985-14. és
alkalmazások a Paksi Atomerőműben. MTA/KFKI, nutlnpost, 1 !>»•>. [4 j
(5]
Maróti L. és Trösztéi I.: Л/. aláhUtött forrás n*"?li.'niy jel legzetessége. /Orosz nyelven/ Tyeplofizika '8f>. Rostock, 1986. ATKP programkönyvtár (PAV és KFKI)
The issues of the KFKI preprint/report series .are classified as follows: A.
Particle and Nuclear Physics
B. General Relativity and Gravitation
H.
Laboratory, Biomedical and Nuclear Reactor Electronics
I.
Mechanical, Precision Mechanical and Nuclear Engineering
J.
Analytical and Physical Chemistry
K.
Health Physics
C. Cosmic Rays and Space Research 0.
Fusion and Plasma Physics
E.
Solid State Physics L.
Vibration Analysis, CAD, CAM
F.
Semiconductor and Bubble Memory Physics and Technology
M.
Hardware and Software Development, Computer Applications, Programming
Nuclear Reactor Physics and Technology
N.
Computer Design, CAMAC, Computer Controlled Measurements
G.
The complete series or issues discussing one or more of the subjects can be ordered; institutions are kindly requested to contact the KFKI Library, individuals the authors. Title and classification of the issues published this year: KFKI-1987 -01/A V.Sh. Gogokhia et al,
Nonperturbative approach to quark propagator in the covariant, transverse gauge
KFKI-1987-02/M M. Barbuceanu et al.
Integrating declarative knowledge programming sty Je: and tools for building expert systems
KFKI-1987-03/G Szabados L. et al.
Printerkor dinamikai vizsgálatok. I. rész. 6 FKSZ együttes kiesésének számítógépes analízise PMK-NVH kisérleti adatok alapján
KFKI-1987-04/G Bgely Gy.
A biztonsági jelentések kritikai felülvizsgálata. I. rész. Az USA-ban és az NSZK-ban alkalmazott megoldások
KFKI-1987-05/G Ézsöl Gy. et al.
A 7,4%-os hidegági törés a hidroakkumulátorok alkalmazása nélkül: a mérés leirása
KFKI-1987-06/G Ézsöl Gy. et al.
Primerkör dinamikai vizsgálatok. I. rész. 6 FKSZ együttes kiesésének kisérleti vizsgálata a PMK-NVH berendezésen
KFKI-1987-07/G Szabados L. et al.
Forrócsatorna meghatározásra alapozott üzemvitel a Paksi Atomerőmű WER-440-es reaktorában. I. rési. A VERONA rendszer részeként működtethető számítási eljárás és módszer
KFKI-1987-08/B L.B. Szabados
Commutation properties of cyclic and null Killin«j symmetries
it i • I ; t
W i v
J&'-yKsZ-A
Kiadja a Központi Fizikai Kutató Intézet Felelős kiadói Gyinesi Zoltán Szakmai laktori Egely György Példányszám 180 .Törzsszám; 87-107 Készült a KFKI sokszorosító üzemében Felelős vezető» Töreki Béláné Budapest/ 1987. január hó
