Исаков, П.В. Марков РАЗРАБОТКА КОНСТРУКТОРСКОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ АКТИВНЫХ ЗОН ТРАНСПОРТНЫХ РЕАКТОРНЫХ УСТАНОВОК Под редакцией В.И. Солонина Рекомендовано Научно-методическим советом МГТУ им. <...> Разработка конструкторско-технологических решений активных зон транспортных реакторных установок : учеб. пособие / Н.Ш. Исаков, П. В. Марков; под ред. <...> Приведены особенности методики теплогидравлических расчетов в условиях естественной циркуляции водного теплоносителя в поле силы тяжести применительно к интегральным компоновкам оборудования первого контура. <...> Н.Э. Баумана, 2013 c СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ ВВР водо-водяной реактор (корпусной под давлением) КА космический аппарат ПГ парогенератор ПЦ принудительная циркуляция СЯЭУ судовая ядерная энергетическая установка ТВМ тепловыделяющий модуль ТВС тепловыделяющая сборка твэл тепловыделяющий элемент ЦНПК циркуляционный насос первого контура ЯРД ядерный ракетный двигатель ЯЭДУ ядерная энергетическая двигательная установка ЯЭУ ядерная энергетическая установка ВВЕДЕНИЕ К конструкции реакторных установок предъявляются чрезвычайно высокие требования, которые условно можно подразделить на три группы: 1) требования, вызываемые специфическими опасностями, присущими ядерным реакторам; 2) требования, определяемые назначением ядерных реакторов; 3) общетехнические требования. <...> К реакторам СЯЭУ предъявляется ряд специфических требований, связанных с условиями их эксплуатации: надежная работа при качке, дифферентах, вибрации и т. д., возможность быстрого изменения мощности СЯЭУ в широких пределах, простота механизмов и основных узлов, быстрота перегрузки ядерного топлива и удобство обслуживания. <...> Требования, предъявляемые к реакторам космических ЯЭДУ, ЯРД: стойкость к воздействию радиационных поясов Земли, независимость от расстояния до Солнца и ориентации по отношению к Солнцу, возможность работы на разных уровнях мощности в процессе эксплуатации <...>
Разработка_конструкторско–технологических_решений_активных_зон_транспортных_реакторных_установок.pdf
УДК 621.039.5(075.8)
ББК 31.46
И85
Рецензенты: А.М. Ганжинов, В.В. Перевезенцев
И85
Исаков Н.Ш.
Разработка конструкторско-технологических решений активных
зон транспортных реакторных установок : учеб. пособие
/ Н.Ш. Исаков, П. В. Марков; под ред. В. И. Солонина.
— М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013. — 65, [3] с. :
ил.
ISBN 978-5-7038-3700-9
Изложены особенности конструктивно-компоновочных и технологических
решений активных зон, оборудования и элементов транспортных
реакторных установок, предназначенных для использования
на судах, космических аппаратах.
Приведены особенности методики теплогидравлических расчетов
в условиях естественной циркуляции водного теплоносителя в поле
силы тяжести применительно к интегральным компоновкам оборудования
первого контура. Приведены рекомендации по выбору компоновки
тепловыделяющего модуля космической энергоустановки,
выполняющей как функции двигателя прямого действия, так и функции
источника энергии для бортовой газотурбинной установки (бимодальная
установка).
Для студентов старших курсов, обучающихся по специальности
«Ядерные реакторы и энергетические установки».
УДК 621.039.5(075.8)
ББК 31.46
ISBN 978-5-7038-3700-9
-МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013
c
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Список сокращений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1. Реакторные установки для судов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.1. Особенности водоохлаждаемых СЯЭУ интегральной компоновки
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2. Гидродинамические процессы в первом контуре при естественной
циркуляции теплоносителя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.2.1. Общая характеристика естественной циркуляции теплоносителя
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.2.2. Определение расхода при естественной циркуляции теплоносителя
первого контура . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.2.3. Нестационарные процессы в первом контуре естественной
циркуляции. Аналитические решения для некоторых переходных
процессов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.2.4. Естественная циркуляция теплоносителя при парциальной
работе парогенераторов (теплообменников первого и второго
контуров). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.3. Теплогидравлический расчет интегральных водоохлаждаемых
реакторов с естественной циркуляцией . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.3.1. Задачи расчета . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.3.2. Основные исходные данные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.3.3. Особенность теплогидравлического расчета интегральных
водоохлаждаемых реакторов с естественной циркуляцией. . . 26
2. Реакторы ядерных ракетных двигателей и ядерных энергетичеcких
двигательных установок. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.1. Назначение и основные характеристики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.2. Тепловыделяющие сборки активных зон. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.3. Описание ядерной энергодвигательной установки. . . . . . . . . . . . . 40
65
Стр.65
2.4. Расчет тепловыделяющего модуля ЯЭДУ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.4.1. Исходные данные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.4.2. Выбор основных размеров тепловыделяющего модуля . . . . . . 43
2.4.3. Теплогидравлический расчет тепловыделяющего модуля
в двигательном режиме . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.4.4. Теплогидравлический расчет тепловыделяющего модуля
в энергетическом режиме . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
2.4.5. Анализ результатов расчета ТВМ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Стр.66