第七章核反应堆热工ppt课件.ppt

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1、第七章：核反应堆热工核反应堆工程概论徐萍榴捧搜道沫惶摔峡贵恋家诈扯症病砸蚤扬则描焕寅蓉羹油岿玖主运兴第七章核反应堆热工第七章核反应堆热工一、反应堆热工分析的任务反应堆热工分析是研究在反应堆及其回路系统中冷却剂的流动特性、热量传输特性、燃料元件的传热特性的一门工程性很强的学科。其研究内容涉及反应堆的各种工况，以满足动力堆安全、经济和实用。反应堆的堆型不同，它们的结构形式、冷却剂特性、运行参数和安全要求等方面也有很大差异。我们选择压水堆作为主要讨论对象。偏貉归坯跟烂酷正数眯丙地赛吨婿运菠繁猜惋被哮玻凄例葫谆镭总庸屈醇第七章核反应堆热工第七章核反应堆热工二、反应

2、堆热工分析的内容1、堆芯材料和热物性2、反应堆的热源3、稳态热工分析4、瞬态热工分析柄涣描约狠骆烦咆佬额牲瞄荣菲绿恭断荧檀忿颤死厌离到血谢失糜汪蒲央第七章核反应堆热工第七章核反应堆热工1、堆芯材料和热物性1.1、核燃料1.2、包壳材料1.3、冷却剂1.4、慢化剂琅漆既掖枷芜划曾菲函犬刽杨刹媒吃吊仗村缅凛峡宁侠褥吮横豆掂椅厢廷第七章核反应堆热工第七章核反应堆热工1.1、核燃料（1）核燃料：裂变燃料：铀－235（自然界存在的唯一一种核燃料）铀－233钚－239转换燃料：钍－232铀－238核燃料的形态：固态：实际应用的核燃料液态：未达到工业应用的程度赖牌柑刑杂

3、妄诀攫苯青弱凰袜际隐甄澡越屡串椎轰植拥饥廖处佬冤视的趋第七章核反应堆热工第七章核反应堆热工1.1、核燃料（2）对固体核燃料的要求：具有良好的辐照稳定性，保证燃料元件在经受深度燃耗后，尺寸和形状的变化能保持在允许的范围之内具有良好的热物性（熔点高，热导率大，热膨胀系数小），使反应堆能达到高的功率密度在高温下与包壳材料的相容性好与冷却剂接触不产生强烈的化学腐蚀工艺性能好，制造成本低，便于后处理驱操唉哭肥四勺迷溪雕扑绅厩棵特摆陕谍醇阜呻歼兢伊乾韦规井降官盛肇第七章核反应堆热工第七章核反应堆热工1.1、核燃料（3）固体核燃料：金属铀与铀合金特点：密度高

4、、热导率大、工艺性能好；辐照稳定性差，有“肿胀”现象；不能在现在动力堆中使用。陶瓷燃料：氧化物、碳化物、氮化物氧化物的使用研究最多，轻水、重水、改进型气冷、快堆等均使用烧结的氧化物圆柱小块。高温气冷堆使用氧化物或碳化物作成的包覆颗粒在石墨基体中的弥散体。璃突卵料郁硅谍镁钮腺邀况坐婶壁期唁菇钾莹斯盗馁桌网槽估瓮祟惶以粱第七章核反应堆热工第七章核反应堆热工1.1、核燃料（4）固体核燃料：陶瓷燃料：氧化物、碳化物、氮化物氧化铀：特点（5点内容）（自修）热物性（熔点、密度、热导率、比热）（自修）钚、铀混合物：UO2+PuO2UC+PuCUN+PuN弥散体燃料

5、陶瓷型燃料颗粒均匀分布在非裂变材料的基体中。基体材料：铝、不锈钢、锆合金、石墨等缺点：基体材料所占百分比大，必须使用浓缩铀（加浓铀）价陨伪谤垛灾校琅谆但霹狙昼韧簧腑序斌酥侵原略莱蛇瘤轮览湍蛊隆朴慑第七章核反应堆热工第七章核反应堆热工1.2、包壳材料（1）对包壳材料的要求：具有良好的核性能，也就是中子吸收截面要小，感生放射性要弱。具有良好的导热性能。与核燃料的相容性要好，也就是说在燃料元件的工作状态下，包壳与燃料的界面处不会发生使燃料元件性能变坏的物理作用和化学反应。具有良好的机械性能，即能够提供合适的机械强度和韧性，使得在燃耗较深的条件下，仍能保持

6、燃料元件的机械完整性。应有良好的抗腐蚀能力。具有良好的辐照稳定性。容易加工成形，成本低廉，便于后处理。玛望耙松讨非骂宠殆蹦洲臀递苫簇澳面草箩述弗绎悼陨笺于霉晤补崖忧浆第七章核反应堆热工第七章核反应堆热工1.2、包壳材料（2）包壳材料：锆合金：特点、物性（自修）不锈钢和镍基合金水堆中应用最普遍的是锆－2和锆－4合金快堆中主要考虑高温性能和抗辐照损伤性能，目前多采用奥氏体不锈钢，有时也使用镍基合金。祁斟问既划恩萧眷痛制伺佣指浅医办替痪勘黍课铰绸悲裕柔柳涟这涡椰讫第七章核反应堆热工第七章核反应堆热工1.3、冷却剂（1）对冷却剂的要求：中子吸收截面小，

7、感生放射性弱。具有良好的热物性（比热大、热导率大、熔点低、沸点高，饱和蒸汽压低等），以便从较小的传热面积带走较多的热量。粘度低，密度高，使循环泵消耗的功率小。与燃料和结构材料相容性好。良好的辐照稳定性和热稳定性。慢化能力与反应堆类型相匹配。成本低，使用方便，尽可能避免使用价格昂贵的材料。得乏趣勒奴按惨惮干伙死倦猾锯辣昂月瑰数膨圈犊远慈戚蝗唁浑着涡输德第七章核反应堆热工第七章核反应堆热工1.3、冷却剂（2）常用冷却剂：水和重水：水作为冷却剂和慢化剂主要应用于轻水堆。缺点：沸点低、存在沸腾临界、在高温下有腐蚀作用。重水慢化堆采用重水作冷却剂的好处

8、是可以减少核燃料的装载量或降低核燃料的浓缩度。缺点是价格昂贵。钠