核反應(yīng)堆熱工分析課程設(shè)計報告書詳細(xì)過程版本(編輯修改稿)
2024-09-10 23:56 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 常數(shù)參數(shù)的影響也具有很多的修正因子。我們不應(yīng)該根據(jù)自己的常識來判斷數(shù)據(jù)的變化情況，相反地我們應(yīng)該隨時堅持以數(shù)據(jù)計算為引導(dǎo)，以實(shí)驗(yàn)作為驗(yàn)證。仔細(xì)客觀認(rèn)真地分析堆內(nèi)數(shù)據(jù)的變化，并且對堆內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行全程監(jiān)控，防止堆內(nèi)數(shù)據(jù)隨時變化，對反應(yīng)堆的危害性。下面我們再對比性的展示一組數(shù)據(jù)。而這組數(shù)據(jù)和我們之前計算得到的數(shù)據(jù)的差異，在于以下數(shù)據(jù)的不同。系統(tǒng)壓力P 。堆芯輸出功率Nt 1820MW，而我們計算取得輸出功率為2895MW。反應(yīng)堆進(jìn)口溫度fin 287℃，而我們計算取得進(jìn)口溫度為288℃。在該組數(shù)據(jù)下可以得到下表4。表4 臨界熱流與燒毀比的匯總表項目臨界熱流10^6w/m^2DNBR1L2L3L而在我們之前的數(shù)據(jù)下，有以下表 表5 臨界熱流與燒毀比的匯總表項目臨界熱流10^6w/m^2DNBR1L2L3L我們可以看出在系統(tǒng)壓力更低和進(jìn)口溫度和功率更高的情況下，出現(xiàn)了臨界熱流密度都更低。DNBR也更低的現(xiàn)象。這些都是在做完之后整理發(fā)現(xiàn)的，但是具體存在什么規(guī)律，在什么樣的情況下參數(shù)的變化會引起其它參數(shù)怎么樣的變化，我還沒有時間仔細(xì)去調(diào)研和分析，但是這次的課程設(shè)計給我留下的更多感受還是很多事情只要敢于去調(diào)研去分析就一定會有收獲，我們很容易發(fā)現(xiàn)一片森林，但是要知道這里為什么會有一片森林就很難。即使在這次的課設(shè)中，我也遇到了程序上很多地方不會，調(diào)試的時候頻繁出錯等等現(xiàn)象。很多概念理解也不是很透徹。這些對于我來說都是當(dāng)頭棒喝，考試結(jié)束了從來就不意味著某一門學(xué)科的學(xué)習(xí)就結(jié)束了。其實(shí)很多問題特別是實(shí)際問題，遠(yuǎn)比課本的內(nèi)容來的復(fù)雜和有趣。窮天下之奧秘，上下求其索。我希望用更努力的態(tài)度來努力學(xué)習(xí)，彌補(bǔ)自己的不足，天行健，人無窮，探索無窮，學(xué)習(xí)無涯。附錄（設(shè)計流程圖、程序、表格、數(shù)據(jù)等）開始程序設(shè)計框圖讀輸入?yún)?shù)計算有關(guān)堆參數(shù)估算控制體出口溫度tf計算控制體出口溫度θ|1θtf| 重估tf 否計算該處含汽量 是計算包殼外表面溫度根據(jù)W3算臨界熱流包殼內(nèi)表面溫度芯塊表面溫度計算燒毀比芯塊中心溫度打印輸出值停機(jī)代碼說明書本代碼主要由五個小部分組成。堆芯出口溫度計算、堆熱流量計算、堆平均參數(shù)計算、第一至第六控制體各量計算、熱管的壓降計算。（1）堆芯出口溫度計算：此段根據(jù)任務(wù)書給出的基本參數(shù)和熱量與流量之間關(guān)系，運(yùn)用迭代的算法，求出堆芯的出口溫度。（2）堆熱流量計算：先根據(jù)堆芯的輸出功率和釋熱率以及總的傳熱面積，求出燃料元件表面平均熱流量，再根據(jù)熱管因子求出最大熱流量。再求出平均線功率和最大線功率。 （3）堆平均參數(shù)計算：根據(jù)基本的尺寸，求出堆體的流通截面積和一個柵元的流通截面積。然后再求出流經(jīng)柵元的流量。依據(jù)上面的溫度結(jié)果，查出熱物性參數(shù)，再求出冷卻劑的流速。（4）第一至第六控制體的各量計算：因?yàn)榱鶄€控制體的計算過程類似，這里只說明第一個控制體的計算過程。在現(xiàn)有的參數(shù)下，根據(jù)熱流量與流量的關(guān)系和迭代算法，求出該控制體的出口溫度。通過流通截面積與濕周的關(guān)系求出柵元的當(dāng)量直徑。再根據(jù)上面的溫度，查出對應(yīng)的熱物性參數(shù)由雷諾數(shù)與努爾數(shù)的關(guān)系，解出控制體出口處的對流換熱系數(shù)。因?yàn)椴恢撎幍牧黧w狀態(tài)，分別用單相強(qiáng)迫對流放熱公式和詹斯洛特斯傳熱方程算出各自的膜溫壓，取較小的值加上出口處的流體溫度即是包殼的外表面溫度。由包殼的外表面的溫度再根據(jù)圓管的傳熱方程運(yùn)用迭代算法解出包殼內(nèi)表面的溫度。芯塊與包殼內(nèi)表面之間的導(dǎo)熱問題，根據(jù)間隙導(dǎo)熱模型，即可解出芯塊表面的溫度，根據(jù)內(nèi)熱源的導(dǎo)熱模型，依據(jù)積分熱導(dǎo)率與溫度的對應(yīng)關(guān)系和插值方法，解出芯塊中心的溫度。接下來依據(jù)冷卻劑的溫度，得出的控制體出口處的含汽量。進(jìn)而依據(jù)W3公式求出該出的臨界熱流量qDNB，最后得出該出的燒毀比DNBR。（5）熱管的壓降計算：熱管的壓降包括摩擦壓降、提升壓降、進(jìn)出口局部壓降、定位擱架出口壓降。摩擦壓降可由計算單相流的達(dá)西（Darcy）公式算得。提升壓降可由根據(jù)位置的變化算得，其中參數(shù)都取平均值。其余的壓降根據(jù)形阻壓降的基本公式再乘以相應(yīng)的系數(shù)求得。最后各項相加得出熱管的總壓降。目前，壓水核反應(yīng)堆的穩(wěn)態(tài)熱工設(shè)計準(zhǔn)則有：（1）燃料元件芯塊內(nèi)最高溫度應(yīng)低于其相應(yīng)燃耗下的熔化溫度。目前，壓水堆大多采用UO2作為燃料。二氧化鈾的熔點(diǎn)約為2805 177。15℃，經(jīng)輻照后，其熔點(diǎn)會有所降低。燃耗每增加104兆瓦日/噸鈾，其熔點(diǎn)下降32℃。在通常所達(dá)到的燃耗深度下，熔點(diǎn)將降至2650℃左右。在穩(wěn)態(tài)熱工設(shè)計中，一般將燃料元件中心最高溫度限制在2200～2450℃之間。（2）燃料元件外表面不允許發(fā)生沸騰臨界。通常用臨界熱流密度比DNBR 來定量地表示這個限制條件。DNBR 是根據(jù)堆內(nèi)某處燃料元件周圍的冷卻劑狀態(tài)使用專門的計算公式而得到的臨界熱流密度與該處燃料元件表面的實(shí)際熱流密度的比值。DNBR 隨堆芯通道的長度是變化的，在整個堆芯內(nèi)，DNBR 的最小值稱為最小DNBR，用MDNBR 或DNBRmin 表示。為了確保燃料元件不燒毀，當(dāng)計算的最大熱功率下，MDNBR 不應(yīng)低于某一規(guī)定值。如果計算熱流密度的公式?jīng)]有誤差，則當(dāng)MDNBR=1 時，表示燃料元件表面要發(fā)生沸騰臨界。若該公式存在誤差，則MDNBR 就要大于1。例如，W3 公式的誤差為23%，所以當(dāng)使用W3 公式計算DNBR 時，就要求MDNBR≥ 。（3）必須保證正常運(yùn)行工況下燃料元件和堆內(nèi)構(gòu)件能得到充分冷卻；在事故工況下能提供足夠的冷卻劑以排出堆芯余熱。（4）在穩(wěn)態(tài)額定工況下，要求在計算的最大熱功率下，不發(fā)生流動不穩(wěn)定性。對于壓水堆，只要在堆芯最熱通道出口附近冷卻劑中的含氣量不大于某一數(shù)值，就不會發(fā)生流動不穩(wěn)定性。在反應(yīng)堆內(nèi)，即使燃料元件的形狀、尺寸、密度和裂變物質(zhì)的濃縮度都相同，堆芯內(nèi)的中子通量分布也是不均勻的，再加上堆芯內(nèi)存在控制棒，水隙、空泡及反射層的影響，中子通量的分布更是不均勻的。從而，堆芯內(nèi)的熱功率分布也是不均勻的。而燃料元件在加工、安裝
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