反应堆热工水力学-核工程专业-2012-12-24-考题课件.ppt

'热管、热点与平均管(第一题)当不考虑在堆芯进口处冷却剂流量分配的不均匀，以及不考虑燃料元件的尺寸、性能等在加工、安装、运行中的工程因素造成的偏差，单纯从核方面考虑，堆芯内存在着某一积分功率输出最大的燃料元件冷却剂通道，即热管。同时堆芯内还存在着某一燃料元件表面热流量最大的点，即热点。平均管是一个具有设计的名义尺寸、平均的冷却剂流量和平均释热率的假想通道，反映整个堆芯的平均特性。为了衡量各有关的热工参数的最大值偏离平均值的程度，引进了一个修正因子，这个修正因子就称为热管因子或热点因子。通常把热管因子分为两大类，一类是核热管因子，一类是工程热管因子。核热管（点）因子 径向热流密度核热管因子轴向热流密度核热管因子热流密度核热管因子热流密度核热管因子其中，FNL局部峰核热管因子(局部峰核热管因子与堆的具体结构（控制棒、燃料元件等的形式及其布置情况）有关，早期压水堆一般取1.29，由于技术上的改进，此值已有所下降，目前有些堆的设计中取1.1。) 比焓升核热管因子特别当Gh=Gm:比焓升核热管因子 燃料元件芯块的直径误差=(pdua2/4)/=(pdun2/4)核燃料富集度误差=(ea/en)燃料密度误差=(ra/rn)包壳外径误差=(dcs.n/dcs.a)其中，n为设计值，a为加工后的数值1、热燃料芯块加工误差引起的焓升工程热管分因子乘积法 2、燃料元件和冷却剂通道尺寸误差引起的焓升工程热管分因子冷却剂通道尺寸误差包括：燃料元件包壳外径加工误差、燃料元件栅格距离的安装误差、反应堆运行后燃料棒弯曲变形而使得堆芯内流道尺寸产生的误差。这些误差会影响到冷却剂的流量，从而影响冷却剂的比焓升。 3、堆芯下腔室流量分配不均匀引起的焓升工程热管分因子由于堆芯下腔室结构上的原因，分配到堆芯各冷却剂通道的流量是不均匀的。堆芯各燃料元件冷却刑通道的流量与平均管流量相比，有大有小。从反应堆热工设计安全要求出发，总是取热管分配到的流量小于平均管的流量其中Gm,h,min,3为堆芯下腔室分配到热管的冷却剂流量 4、热管内冷却剂流量再分配引起的焓升工程热管分因子热管内的冷却剂流量再分配指的是由于热管内产生汽泡而增大流动压降，导致热管冷却剂流量减少，而多比的这一部分冷却剂就要流到堆芯其它相邻的冷却剂通道上去。其中Gm,h,min.3为由堆芯下腔室分配到热管的冷却剂流量,Gm,h,min,4为发生流量再分配后的热管冷却剂流量。 5、相邻通道间冷却剂交混引起的焓升工程热管分因子在相邻的冷却剂通道内，冷却剂相互之间进行着横向的动量、质量和热量的交换。热管中较热的冷却剂与相邻通道中较冷的冷却剂的相互交混．使热管中的冷却剂比焓升降低。考虑横向交混后，热管冷却剂的实际最大比焓升就不同于热管冷却剂名义最大比焓升。这种误差属于非随机性误羌，也很难从理论上分析得到，而只能通过实验或者经验关系式确定。由相邻通道的冷却剂交混引起的焓升工程热管分因子可以表示为综合以上5项焓升工程热管分因子，可以得到总的焓升工程热管因子为其中，FE,h,5是小于1的数，其它4个分因子都大于1.0的数。 向下流动侧总压降=上升流动侧总压降稳定流动时．若不计加速压降，向下流动降与上升流动侧作用在下腔室处的压力应相等：自然循环是指在闭合回路内，依靠热段（向上流）和冷段（向下流）中的流体的密度差所产生的驱动压头来实现的流动循环。自然循环计算（第二题） 向下流动侧总压降=上升流动侧总压降 在稳定流动时，循环回路的有效压头等于向下流动的阻力。向下流动侧总压降=上升流动侧总压降 应该指出：并非所有满足方程解的点A所对应的流量Ma都能够满足反应堆没计准则和安全要求。只有同时都能满足设计准则和安全要求所求出的流量才是反应堆在主泵停止运转的情况下靠自然循环流动能够从活性区中传输出的热功率。这热功率占堆的额定热功率的百分率就是自然循环能力。当压水堆发生断电事故时，主循环泵停止运转。即使已快速停堆，但由于还有剩余中子功率和衰变热，燃料元件会继续释出热量。若反应堆具有较大的自然循环能力，就可以把堆内的热量导出，防止事故发生。因此，主冷却剂系统的自然循环能力是评价反应堆安全性的一项指标。对于核动力船来说，具有较大的自然循环能力更为重要，它表明在主循环泵停止运转的工况下船具有低速航行的能力。 分配联箱（第三题）汇集联箱 Z型连接U型连接'