【正文】 。顯然，某一點(diǎn) DNBR越大，則該點(diǎn)越不易發(fā)生偏離泡核沸騰。 ?為定量表達(dá)這個(gè)要求，引入了偏離泡核沸騰比這個(gè)概念，簡(jiǎn)稱(chēng) DNBR。 《 核安全綜合知識(shí) 》 六、臨界熱流密度和偏離泡核沸騰比 ?qDNB的數(shù)值可以用相關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算，所用的公式是從大量的試驗(yàn)結(jié)果綜合出來(lái)的，是半經(jīng)驗(yàn)公式。冷卻劑的焓越大，越易產(chǎn)生氣泡，故 qDNB越小； （ 5） 加熱表面的粗糙度。欠熱度越大 qDNB越大； （ 3） 工作壓力。 ?qDNB的大小主要受下列因素影響： （ 1） 質(zhì)量流速。 《 核安全綜合知識(shí) 》 六、臨界熱流密度和偏離泡核沸騰比 ?燃料元件表面如果出現(xiàn)了偏離泡核沸騰工況，包殼溫度上升很快，這時(shí)鋯合金的機(jī)械特性、化學(xué)特性都急劇惡化，致使燃料元件發(fā)生破損，所以有時(shí)把這種工況稱(chēng)做“燒毀”。 （ 2） 在從泡核沸騰轉(zhuǎn)變成膜態(tài)沸騰時(shí)，傳熱系數(shù)降低的幅度很大，這就更加劇了傳熱面（例如包殼）溫度的上升。 《 核安全綜合知識(shí) 》 ?由于下列兩種原因，堆芯中發(fā)生偏離泡核沸騰的后果比發(fā)生干涸時(shí)嚴(yán)重很多： （ 1） 發(fā)生偏離泡核沸騰的必要條件是熱流密度特別大，因而一旦傳熱能力下降時(shí)，傳熱面上熱量的積聚和溫度的升高將是非常迅猛的。 ?兩種沸騰危機(jī) : (1)偏離泡核沸騰（ DNB），其機(jī)理是泡核沸騰在熱流密度足夠大時(shí)突然轉(zhuǎn)變成膜態(tài)沸騰，它發(fā)生在含汽率很低或者欠熱的液體中； (2) 干涸（ Dryout），其機(jī)理是環(huán)狀流的液膜由于不斷蒸發(fā)而破裂甚至蒸干，傳熱面由于失去液膜覆蓋而傳熱性能變差，這種沸騰危機(jī)發(fā)生在含汽率很高的環(huán)狀兩相流中。 《 核安全綜合知識(shí) 》 3. 流動(dòng)沸騰 ?流動(dòng)沸騰與池式沸騰的區(qū)別在于流體是在流動(dòng)過(guò)程中被加熱的，流體的流動(dòng)可以是自然循環(huán)，也可以是靠泵驅(qū)動(dòng)的強(qiáng)迫循環(huán)。在沸水堆的堆芯和蒸汽發(fā)生器傳熱管二次側(cè)出現(xiàn)的都是流動(dòng)沸騰，穩(wěn)壓器中則是池式沸騰。池式沸騰就是流體在一個(gè)大容積的容器內(nèi)被加熱實(shí)現(xiàn)的沸騰。在反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)出現(xiàn)破口而突然卸壓時(shí)，堆芯中會(huì)出現(xiàn)復(fù)雜的沸騰工況。 ?壓水堆正常運(yùn)行時(shí)，在設(shè)計(jì)上允許包殼表面的溫度超過(guò)冷卻劑飽和溫度，即允許包殼表面局部沸騰，這樣的局部沸騰不一定導(dǎo)致冷卻劑體積沸騰，包殼表面有小氣泡形成，但它一離開(kāi)表面就很快消失。 40E FT??40E FT???《 核安全綜合知識(shí) 》 三、單相流體的對(duì)流換熱 ?在核動(dòng)力廠的許多系統(tǒng)中，如反應(yīng)堆堆芯的燃料棒束通道中以及蒸汽發(fā)生器或凝汽器的傳熱管內(nèi)，水與壁面之間的傳熱都是單相流體的強(qiáng)迫對(duì)流換熱。 ? 在壓水堆穩(wěn)態(tài)工況下 ， 堆內(nèi)的溫度不是很高 ， 輻射換熱量相對(duì)于導(dǎo)熱和對(duì)流小得多 ， 一般可以忽略不計(jì) 。K 4)； T為表面的熱力學(xué)溫度， K。 《 核安全綜合知識(shí) 》 3. 熱輻射 ?一種稱(chēng)做絕對(duì)黑體 （ 簡(jiǎn)稱(chēng)黑體 ） 的理想物體在同溫度的物體中具有最大的輻射本領(lǐng)和吸收本領(lǐng) 。 ?熱輻射可以在真空中傳播 ， 而導(dǎo)熱和對(duì)流換熱這兩種熱傳遞方式只能在有物質(zhì)存在的條件下才能實(shí)現(xiàn) 。 ?自然界中各個(gè)物體都不停地向空間發(fā)出熱輻射 ， 同時(shí)又不斷地吸收其他物體發(fā)出的熱輻射 。 物體通過(guò)電磁波來(lái)傳遞能量的方式稱(chēng)為輻射 。 《 核安全綜合知識(shí) 》 2．對(duì)流和對(duì)流換熱 ?對(duì)流換熱的基本計(jì)算式為牛頓冷卻公式： 其中， F為與流體接觸的壁面面積， m2； Tw是固體的壁面溫度； Tb是流體的平均溫度； h是對(duì)流換熱系數(shù)，單位為 W/（ m2 ?流體流過(guò)固體表面，當(dāng)流體和固體溫度不同時(shí)，它們之間必然會(huì)發(fā)生熱量傳遞。對(duì)流僅能發(fā)生在流體中，而且必然伴隨有載熱現(xiàn)象。研究對(duì)流體換熱的目的有兩個(gè) , 一是為了得到冷卻劑通道內(nèi)的溫度分布，從而保證冷卻劑的溫度低于許可極限溫度；另一個(gè)目的是找到?jīng)Q定通道壁面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的關(guān)鍵因素，以便于選擇材料和流動(dòng)參數(shù)使得傳熱系數(shù)盡可能大 ?！?)， t為溫度；負(fù)號(hào)表示熱量傳遞的方向同溫度升高的方向相反 ?穩(wěn)態(tài)工況下導(dǎo)熱微分方程的一般形式為： 式中 qv為釋熱率， W/m3 ?燃料元件溫度場(chǎng)分析在反應(yīng)堆熱工分析中有著重要的地位。功率展平的主要措施有燃料元件分區(qū)布置，合理設(shè)計(jì)和布置控制棒（例如采用束棒及部分長(zhǎng)度控制棒），堆芯內(nèi)可燃毒物的合理布置，采用化學(xué)補(bǔ)償溶液以及堆芯周?chē)O(shè)置反射層 ? ? m a x 0eeπ, 5 c osVVrzq r z q JRL??????????? ??《 核安全綜合知識(shí) 》 二、傳熱的基本方式 ?熱傳遞的現(xiàn)象千變?nèi)f化，錯(cuò)綜復(fù)雜，但總可以把它們歸納成三種基本的熱傳遞方式，即熱傳導(dǎo)、對(duì)流和熱輻射 1．熱傳導(dǎo) ?熱量從物體中溫度較高的部分傳遞到溫度較低的部分，或者從溫度較高的物體傳遞到與之接觸的溫度較低的另一物體的過(guò)程稱(chēng)為熱傳導(dǎo)； ?從微觀角度來(lái)看，氣體、液體、固體的導(dǎo)熱機(jī)理不同：分子熱擴(kuò)散、振動(dòng)、自由電子； ?傳熱學(xué)研究的范圍只是以宏觀方法去研究導(dǎo)熱過(guò)程，通常只使用宏觀量把導(dǎo)熱過(guò)程與物體的溫度分布聯(lián)系起來(lái)。 ?計(jì)算實(shí)際的功率分布非常復(fù)雜，往往需要大型的物理計(jì)算程序計(jì)算才能得到 ?反應(yīng)堆的功率輸出是由傳熱能力來(lái)決定的，因此局部的功率峰值會(huì)限制整個(gè)反應(yīng)堆的輸出功率。在壓水動(dòng)力堆工程設(shè)計(jì)中，通常取燃料元件的釋熱量占堆占總釋熱量的%。不同核燃料元素的裂變能有所不同，但一般認(rèn)為每一個(gè) 235U， 233U或 239Pu的原子核，裂變時(shí)大約要釋放出 200?MeV的能量 。 ?由于向冷卻劑增加或減少毒物量的速率十分緩慢，所以反應(yīng)性的引入速率相當(dāng)小。用于補(bǔ)償燃耗、裂變產(chǎn)物積累所需的剩余反應(yīng)性，所要控制的反應(yīng)性當(dāng)量是大的，但由于這些反應(yīng)性的變化是很緩慢的，所以相應(yīng)的控制毒物的過(guò)程也是十分緩慢的。在操作上要求既簡(jiǎn)單又靈活。 （ 2）功率調(diào)節(jié)控制。 《 核安全綜合知識(shí) 》 三、反應(yīng)性的控制 ?根據(jù)控制毒物在調(diào)節(jié)過(guò)程中的作用和要求，可把反應(yīng)性控制分為三種類(lèi)型： （ 1）緊急停堆控制。 ?可燃毒物好化學(xué)補(bǔ)償毒物。 ?剩余反應(yīng)性是堆芯中沒(méi)有任何控制毒物時(shí)的反應(yīng)性。 （ 4）其他效應(yīng)：如空洞效應(yīng)，氣泡效應(yīng)等。 （ 2）裂變產(chǎn)物的產(chǎn)生與積累，造成“中毒”和“結(jié)渣”效應(yīng)。變化的原因主要有以下幾種： （ 1）燃料和重同位素成分的變化。反應(yīng)性可以用百分比為單位，由于 ρ量較小，在實(shí)際中常以 pcm為單位，1pcm＝ 105。但在應(yīng)用中往往用過(guò)剩增殖系數(shù)的相對(duì)值 ρ來(lái)表示，簡(jiǎn)稱(chēng)之為反應(yīng)性： 。 ?K有效 =1，堆內(nèi)中子產(chǎn)生與消失相平衡，堆內(nèi)中子數(shù)將穩(wěn)定在一定水平上，反應(yīng)堆處于臨界狀態(tài) 。 ?K有效 ＞ 1，中子產(chǎn)生占優(yōu)勢(shì)，堆內(nèi)中子數(shù)將隨時(shí)間而增加，反應(yīng)堆處于超臨界狀態(tài)。 5．功率密度分布的展平方法 （ 1）堆芯徑向分區(qū)裝載 （ 2）合理布置控制棒 （ 3）引入合理分布的可燃毒物 《 核安全綜合知識(shí) 》 第三節(jié) 反應(yīng)性與反應(yīng)性的控制 一、反應(yīng)性概念 ?反應(yīng)堆內(nèi)的核鏈?zhǔn)椒磻?yīng)過(guò)程是中子產(chǎn)生與中子消失的過(guò)程。 ?水腔的出現(xiàn)，將嚴(yán)重影響水腔中及水腔周?chē)臒嶂凶油糠植? 《 核安全綜合知識(shí) 》 4．功率密度分布展平的重要性 ?提高堆功率水平的有效措施應(yīng)是在保證最高熱負(fù)荷不變的情況下，提高整個(gè)堆的平均功率水平。幾乎所有的反應(yīng)堆都有控制棒。 《 核安全綜合知識(shí) 》 帶反射層反應(yīng)堆的中子通量密度分布 《 核安全綜合知識(shí) 》 3．中子通量的局部效應(yīng) （ 1）燃料富集度分區(qū)布置 ?燃料布置對(duì)功率分布影響很大。 ?有了反射層以后，中子通量密度的分布將發(fā)生變化。以 239Pu作為燃料的快中子反應(yīng)堆具有非常優(yōu)良的增殖性能，其增殖比有