6.10  Přestup tepla od palivových článků do kapaliny

V závislosti na úrovni výkonu může přestup tepla od palivových článků do kapaliny probíhat různým způsobem:

1. Jestliže je teplota povrchu palivových článků nižší než teplota varu chladiva při daném tlaku, probíhá konvektivní přestup tepla do jednofázového prostředí (kapaliny).
2. Jestliže je teplota povrchu palivových článků nad bodem varu chladiva při daném tlaku, dochází k přehřátí chladiva v hraniční vrstvě a při výskytu center vývinu páry dochází k varu, tj. vzniká povrchový var. Režim varu při poměrně malých tepelných tocích je bublinkový. Vznikající bublinky se odtrhují a jsou z povrchu palivových článků unášeny proudem chladiva. Při jejich proniknutí do vrstvy nevroucí kapaliny dochází ke kondenzaci páry s vývinem tepla. Vznik bublinkového varu nedohřáté kapaliny vyvolává silnou turbulenci proudu chladiva, což rovněž zvětšuje přestup tepla z povrchu palivových článků.
3. Při dalším zvyšování tepelného toku roste množství vznikajících bublinek páry a plocha povrchu palivových článků, která je ve styku s parní fází, rovněž roste. Jestliže teplota chladiva překročí bod varu při daném tlaku, přechází povrchový var na objemový, při němž bublinky páry již nekondenzují v objemu kapaliny.
4. Při určité kombinaci tepelného toku, průtoku chladiva a hmotnostního obsahu páry v chladivu přechází bublinkový režim varu k blánovému varu, při němž se parní fáze rozšíří na celou plochu palivových článků. Přitom se prudce mění charakter přestupu tepla: na povrchu palivových článků vzniká souvislý parní film se značným tepelným odporem, konvektivní přestup tepla prakticky mizí a množství tepla odváděného od palivových článků je omezeno vedením tepla parním filmem. Teplota palivových článků přitom prudce roste, což může vést k roztavení povlaků a paliva. Je zřejmé, že při provozu reaktoru takový režim, nazývaný krizí varu, musí být vyloučen příslušným omezením výkonu reaktoru a jednotlivých palivových článků.