反应堆热工水力学课件.ppt

'7反应堆稳态热工设计7.1热工设计准则7.2热管因子7.3单通道设计方法7.4自然循环计算8/18/20211稳态设计 单通道选取的一个具有代表性的通道它与相邻通道之间没有动量、质量和能量的交换被看成是孤立的、封闭的分析方法首先对冷却剂的一维质量、动量和能量方程进行求解，得到冷却剂流速、温度和压降再对燃料棒表面和冷却剂之间传热计算，得到包壳外表面温度然后对燃料元件进行传热计算，得到燃料元件中心最高温度16:57:142单通道 一维流动方程质量动量能量16:57:143单通道方法 动量方程求解边界条件三种边界条件：出口和入口的压力边界条件入口流量和出口压力边界条件入口压力和出口流量边界条件是否可能有多个流量能够满足守恒方程组？16:57:144单通道方法 加热通道内稳定单相流情况动量方程加速压降16:57:145单通道方法 加热通道内稳定单相流情况动量方程摩擦压降16:57:146稳定单相流 加热通道内稳定单相流情况动量方程提升压降16:57:147稳定单相流 加热通道内稳定单相流情况动量方程16:57:148稳定单相流 例7-1PWR堆芯压降计算假设可忽略定位格架与出入口压力损失假设流体均匀地通过堆芯并且没有沸腾参数热功率为3411MW，压力15.5MPa入口温度286℃，出口温度324℃轴向平均线功率17.8kW/m燃料棒数50952根堆芯总流量17.4Mg/s燃料包壳外直径9.5mm，包壳厚度0.57mm，气隙0.08mm，栅距12.6mm，棒长4.0m，活性区高度3.66m计算试求从入口到出口压降16:57:149稳定单相流 例7-1PWR堆芯压降计算定性温度16:57:1410稳定单相流 例7-1PWR堆芯压降计算定性温度水物性16:57:1411稳定单相流 例7-1PWR堆芯压降计算定性温度水物性质量流密度16:57:1412稳定单相流 例7-1PWR堆芯压降计算定性温度水物性质量流密度雷诺数16:57:1413稳定单相流 例7-1PWR堆芯压降计算定性温度水物性质量流密度雷诺数摩擦系数16:57:1414稳定单相流 例7-1PWR堆芯压降计算定性温度水物性质量流密度雷诺数摩擦系数压降16:57:1415稳定单相流 能量方程求解16:57:1416能量方程求解 能量方程求解假设：1）释热率余弦分布2）物性为常数积分：16:57:1417能量方程求解 冷却剂温度单相流：物性是常数：出口处：16:57:1418能量方程求解 包壳外表面温度传热方程：热流代入Tm(z)：问题：如何求包壳外表面最高温度？16:57:1419能量方程求解 包壳外表面的最高温度极值条件16:57:1420最高温度 燃料芯块中心温度回顾第四章16:57:1421最高温度 轴向温度分布16:57:1422最高温度 燃料芯块中心温度16:57:1423最高温度 例7-2PWR堆芯温度计算假设忽略外推高度对流传热系数和热导率保持常数：燃料热导率2.163W/（m℃）,包壳热导率13.85W/（m℃）对流传热系数34.0kW/（m2℃）,气隙等效传热系数hg=5.7kW/（m2℃）参数热功率为3411MW，压力15.5MPa入口温度286℃，出口温度324℃轴向平均线功率17.8kW/m燃料棒数50952根堆芯总流量17.4Mg/s燃料包壳外直径9.5mm，包壳厚度0.57mm，气隙0.08mm，栅距12.6mm，棒长4.0m，活性区高度3.66m计算试求包壳的最高温度和燃料中心最高温度16:57:1424温度计算 例7-2PWR堆芯温度计算冷却剂温度16:57:1425温度计算 例7-2PWR堆芯温度计算冷却剂温度包壳最高温度16:57:1426温度计算 例7-2PWR堆芯温度计算冷却剂温度包壳最高温度燃料中心最高温度16:57:1427温度计算 例7-2PWR堆芯温度计算冷却剂温度包壳最高温度燃料中心最高温度16:57:1428温度计算 单通道分析方法小结冷却剂流速冷却剂温度堆芯压降包壳外表面温度燃料元件中心最高温度16:57:1429单通道 两相压降特性和流动不稳定性16:57:1430流动不稳定性 微扰分析法流量方程：扰动方程：引入微扰：得到：16:57:1431流动不稳定性 稳定准则16:57:1432流动不稳定性 两相压降特性和流动不稳定性16:57:1433流动不稳定性 自然循环分析方法：驱动压头=阻力压头16:57:1434自然循环 图表法计算自然循环流量16:57:1435自然循环'