Termomechanika reaktorů

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra jaderných reaktorů

Anotace:

Vývin tepla v jaderných reaktorech - prostorové rozložení a časový průběh, zbytkový vývin tepla. Stacionární a nestacionární vedení tepla v palivových elementech, vedení tepla v povlaku, sdílení tepla v mezeře palivo-povlak. Přestup tepla konvekcí v jaderných reaktorech a krize varu I. druhu. Rozložení teplot v palivovém kanále ve stacionárním stavu a v přechodových podmínkách. Hydrodynamika aktivní zóny. Teorie horkého kanálu. Termohydraulický výpočet reaktoru ve stacionárním stavu.

Požadavky:

17ZAF, 17JARE, 17THN1,2

Osnova přednášek:

1. Vývin tepla v reaktorech - 4 přednášky

Začlenění do studia a návaznost na jiné předměty. Energie uvolněná při štěpení. Vývin tepla v aktivní zóně. Součinitelé nerovnoměrnosti a vyrovnání. Funkce vývinu tepla. Vývin tepla na jednotku délky palivového kanálu. Vývin tepla ve válcovém reaktoru: holý válcový reaktor, vliv reflektoru, ekvivalentní reaktor, vliv absorpčních elementů, dutin a mezer, vývin tepla při kampaňové výměně paliva, vliv xenonu. Zbytkový vývin tepla v reaktorech a jeho význam pro bezpečnost.

2. Sdílení tepla v palivových elementech - 4 přednášky

Vedení tepla v palivových elementech, integrální tepelná vodivost, vlastnosti paliva, program MATPRO, vedení tepla ve válcové palivové tyči, sdílení tepla v mezeře palivo-povlak. Přestup tepla v aktivní zóně, součinitel přestupu tepla aktivní zóny reaktorů VVER.

Krize varu 1. druhu: výpočtové korelace. Chování paliva v extrémních podmínkách.

3. Stacionární rozložení teplot v palivovém kanále - 2 přednášky

Přenos tepla v palivových kanálech: energetická rovnice proudícího chladiva. Rozložení teplot chladiva, povlaku, palivové pelety. Homogenní model palivové tyče. Teorie podobnosti. Stacionární rozložení teplot v palivovém kanále. Maximální teploty. Prstencový palivový článek. Podobnost teplotních polí. Var v palivovém kanále.

4. Hydrodynamika reaktoru - 1 přednáška,

Hydraulická charakteristika aktivní zóny, reaktoru a primárního okruhu.

5. Termohydraulická analýza reaktoru - 1 přednáška,

Teorie horkého kanálu. Deterministický a statistický přístup. Analýza reaktoru ve stacionárním stavu. Omezující kritéria maximálně přípustného výkonu reaktoru.

Osnova cvičení:

Obsah cvičení doplňuje látku probíranou na přednáškách o konkrétní výpočty.

1. Vývin tepla v reaktorech, 6 cvičení

Energie uvolněná při štěpení, vývin tepla ve válcovém reaktoru, chemická reakce povlaku s vodní parou.

2. Sdílení tepla v palivových elementech, 4 cvičení

Vedení tepla v palivových elementech, sdílení tepla v mezeře palivo-povlak.

3. Stacionární rozložení teplot v palivovém kanále, 3 cvičení,

Přenos tepla v palivových kanálech, stacionární rozložení teplot v palivovém kanále.

Cíle studia:

Znalosti:

Podrobná znalost fyzikálních aspektů ovlivňujících prostorové rozložení vývinu tepla v jaderných reaktorech. Orientace v základních zákonech sdílení a přenosu tepla v aktivní zóně reaktoru. Představy o problematice termohydraulické analýzy jaderných reaktorů.

Schopnosti:

Orientace v dané problematice, uplatnění získaných znalostí v dalších předmětech (17DYR, 17JBEZ).

Studijní materiály:

Povinná literatura:

1. Heřmanský B.: „Termomechanika reaktorů.“, Academia, Praha 1986.

Doporučená literatura:

2. Tong, L.S., Weisman, J.: Thermal Analysis of Pressurized Water Reactors, American Nuclear Society, Illinois USA, 1996, ISBN: 0-89448-038-3.

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: