反应堆热工水力学14

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1、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14:31:07单通道2一维流动方程质量∂∂ρ+=G0mm∂∂tz动量GG2pfGG∂∂∂mmmm+

2、=−−−ρgm∂∂ρtz∂zD2ρmem能量∂∂qP∂∂ppGfGGhmmm(ρmmh)+(Ghmm)=+++∂∂tzAt∂∂ρρzD2zmem14:31:07单通道方法3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？14:31:07单通道方法4加热通道内稳定单相流情况动量方程∂GG∂∂2pfGGmmmm+=−−−ρgm∂∂ρtz∂zD2ρmemG2

3、pGGddmmm=−−fg−ρmdzρρd2zDmemGG22zzfGGmmoutmmoutp−=p−+ddz+ρgzinout∫∫mρρzzin2Dρinmoutminem加速压降14:31:07单通道方法5加热通道内稳定单相流情况动量方程∂GG∂∂2pfGGmmmm+=−−−ρgm∂∂ρtz∂zD2ρmemG2pGGddmmm=−−fg−ρmdzρρd2zDmemGG22zzfGGmmoutmmoutp−=

4、p−+ddz+ρgzinout∫∫mρρzzin2Dρinmoutminem摩擦压降14:31:07稳定单相流6加热通道内稳定单相流情况动量方程∂GG∂∂2pfGGmmmm+=−−−ρgm∂∂ρtz∂zD2ρmemG2pGGddmmm=−−fg−ρmdzρρd2zDmemGG22zzfGGmmoutmmoutp−=p−+ddz+ρgzinout∫∫mρρzzin2Dρinmoutminem提升压降14:

5、31:07稳定单相流7加热通道内稳定单相流情况动量方程∂GG∂∂2pfGGmmmm+=−−−ρgm∂∂ρtz∂zD2ρmemG2pGGddmmm=−−fg−ρmdzρρd2zDmemGG22zzfGGmmoutmmoutp−=p−+ddz+ρgzinout∫∫mρρzzin2DρinmoutminemfGGmmppin−out=+(zzpout−in)+∆form+ρlg(zzout−in)2Dρel14:31:07稳定单相流8例

6、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14:31:07稳定单相流9例7-1PWR堆芯压降计算定性温度286324+o=305

7、C214:31:07稳定单相流10例7-1PWR堆芯压降计算定性温度水物性13ρ==7042kg/m.m−31420110.×c.=6143kJ/kgK⋅p−6µ=91710Pas.×⋅14:31:07稳定单相流11例7-1PWR堆芯压降计算定性温度p水物性d质量流密度222ππ2Apd=−=12.6−×9.5=87.88mmz443qm17.410×2G===3880.4kg/msm−6nA5059287.8810××z14:31:07稳定单相流12例7-1PWR堆芯压降计算定性温

8、度p水物性d质量流密度雷诺数4A487.88×fD===11.8mmePπ9.5×wRe=GDµme−6=388040011891710..××(.)5=49810.×14:31:07稳定单相流13例7-1PWR堆芯压降计算定性温度p水物性d质量流密度雷诺数摩擦系数−0.2f=0.184Re=0.0133414:31:07稳定单相流14例7-1PWR堆芯压降计算定性温度p水物性d质量流密度雷诺数摩擦系数压降fGGmmppin−=out+(zzgout−+in)ρl(z