反应堆热工分析课程设计

反应堆课程设计

反应堆课程设计一、课程目标知识目标：1. 了解核能反应堆的基本原理，掌握其组成部分及功能；2. 掌握核反应堆的热能转换过程，理解热效率的计算方法；3. 了解核反应堆的安全特性，掌握核安全的基本知识。

技能目标：1. 能够运用所学知识，分析核反应堆的运行原理，并进行简单的热能转换计算；2. 能够通过实例，解释核反应堆的安全措施，评估核事故的风险；3. 能够运用团队合作，设计并展示一个核反应堆模型。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对核能的客观认识，提高对能源问题的关注和责任感；2. 增强学生的环保意识，认识到核能在可持续发展中的重要性；3. 培养学生严谨的科学态度，提高对核安全的重视。

本课程针对高年级学生，结合学科特点，注重理论联系实际，提高学生的分析、计算和创新能力。

在教学过程中，关注学生的个体差异，鼓励积极参与，培养团队合作精神。

通过本课程的学习，使学生能够掌握核反应堆的基本知识，具备初步的核能应用能力，并形成正确的能源观和安全观。

二、教学内容1. 核反应堆基本原理：包括核裂变与聚变的概念、链式反应的原理、中子慢化与扩散过程。

- 教材章节：第三章核反应堆原理2. 核反应堆的组成部分及功能：重点介绍燃料元件、慢化剂、冷却剂、控制棒等。

- 教材章节：第四章核反应堆的组成部分3. 热能转换过程：讲解核反应堆热能的产生、传递与转换，以及热效率的计算方法。

- 教材章节：第五章热能转换4. 核反应堆安全特性：阐述核反应堆的安全措施、事故类型及预防措施。

- 教材章节：第六章核反应堆安全5. 核反应堆模型设计与展示：结合所学知识，进行团队合作，设计并展示核反应堆模型。

- 教材章节：第七章核反应堆设计与实践本教学内容根据课程目标，科学、系统地安排了核反应堆的基础知识、关键技术和安全特性。

在教学过程中，教师应按照教学大纲，逐步引导学生掌握核反应堆的相关知识，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。

同时，鼓励学生进行团队合作，培养学生的创新意识和实践能力。

核反应堆工程课程设计

成绩评定标准
等级评定标准 1. 全面完成设计任务，设计内容正确，设计图纸质量高优秀 2. 设计说明书内容正确，文字精练、流畅、工整 3. 设计过程或答辩过程中，能准确回答与设计内容有关的问题 4. 工作态度认真、严谨、独立工作能力强，模范遵守纪律 1. 全面完成设计任务，设计内容正确良好 2. 设计说明书内容正确，表达清楚，书写认真 3. 设计过程或答辩过程中，能较好的回答与设计内容有关的问题 4. 工作态度认真，独立完成设计任务，遵守纪律 1. 全面完成设计任务，设计内容正确，设计图纸基本正确中等 2. 设计说明书内容正确，表达清楚，书写认真 3. 设计过程或答辩过程中，经提示基本回答相关的问题 4. 工作态度认真，具有一定的独立工作能力，遵守纪律 1. 能完成主要设计任务，质量较差或有较大错误，经启发能予纠正及格 2. 设计说明书内容有个别错误，书写较草 3. 设计过程或答辩时，对有些问题的回答出现概念性的错误 4. 工作态度一般或独立工作能力较差，基本能遵守纪律 1. 未完成设计任务，或设计质量差并不加以改正不及格 2. 设计说明书内容有较大错误，或书写非常不认真 3. 设计过程或答辩时，回答问题出现严重的概念错误，或答不出 4. 工作态度不认真，或独立工作能力差，或不遵守纪律
完成日期学生
年
月
1. 学院、专业、年级均填全称，如：动力工程学院、核工程与核技术、2007。 2. 本表除签名外均可采用计算机打印。本表不够，可另附页，但应在页脚添加页码。 3. 本课程设计是动力工程学院核能系新开的课程设计，相应任务书需要在该课程教学和实践中不断完善，因此指导书为修订版。
图目录
图 1 图 2 图 3 图 4 图 5 图 6 图 7 图 8 图 9 图 10 图 12 MCNP5 中对燃料栅元的建模.....................................................................3 keff 与水铀比的关系曲线图..........................................................................3 轴向归一化功率分布，kcode=5000 时...................................................... 4 kcode=50000 时的轴向归一化中子通量密度分布.................................... 6 全燃料组件范围内的中子能谱................................................................... 7 燃料组件内各栅元的相对功率分布........................................................... 8 燃料组件内各栅元的相对功率分布（3D 图像）..................................... 8 可燃毒物布置方案....................................................................................... 9 热管内温度分布......................................................................................... 25 热管内温度分布（不含芯块）............................................................... 25 堆芯内压降沿轴向变化示意图............................................................... 34

核反应堆热工水力分析课程设计

六．计算结果分析：计算结果误差分析：由于采用的是W-3公式，且该设计中的给出参数与该公式的适用范围有些偏差，但是其算出的结果还是能客观反映出热管中各量的变化趋势的。

热管的焓、包壳表面温度、芯块中心温度随轴向的分布如下：控制体为6个：表1 各温度的汇总表各种温度控制体流体出口温度单位(℃)流体出口比焓（kJ/kg）出口处的包壳外壁温度单位℃出口处的包壳内壁温度单位℃出口处的uo2芯块外表面温度单位℃燃料芯块的中心最高温度单位℃堆芯高度L/m第一控制体291.54 1292.1 303.25 303.95 372.25 550 0.61 第二控制体301.29 1343.9 325.71 327.21 472.35 953 1.22 第三控制体315.38 1424.5 348.32 350.42 563.86 1411 1.83 第四控制体330.13 1517.2 348.34 350.44 572.41 1469 2.44 第五控制体339.21 1582.1 348.11 349.41 486.01 939 3.05 第六控制体343.75 1618.8 347.83 348.43 416.73 605 3.66表2 临界热流与烧毁比的汇总表DNBR 控制体DNBR临界热流密度qDNB10＾6 单位W/m2第一控制体15.6 5.3 第二控制体 6.5 4.7 第三控制体 3.7 3.9 第四控制体 2.7 3 第五控制体 3.5 2.4 第六控制体 6 22602803003203403600.611.221.832.443.053.66堆芯高度L(m)流体出口温度（℃）图1 流体出口温度（单位℃）分析：由图可知，流体出口温度随着堆芯高度由下到上逐渐上升，到最后一个控制体的末尾，也就是堆芯出口处，达到最大值。

200400600800100012001400160018000.611.221.832.443.053.66堆芯高度L/m流体出口比焓（k J /k g ）图2 流体出口比焓（kJ/kg ）分析：由图可知，流体出口比焓和流体出口温度一样随着堆芯高度由下到上逐渐上升，到最后一个控制体的末尾，也就是堆芯出口处，达到最大值。

反应堆热工课程设计研究论文[5篇]

反应堆热工课程设计研究论文[5篇]第一篇：反应堆热工课程设计研究论文摘要：任务驱动法是一种以任务为主线，以学生为主体的教学方法。

本文结合反应堆热工课程设计的教学实践，探讨任务驱动法在课程设计中的应用。

并以“压水堆堆芯单通道稳态热工分析”为例，通过科学设计课程任务、合理设置实施方案和有效优化评价体系三个过程，阐述任务驱动法在反应堆热工课程设计中的应用。

结果表明不仅有利于提高学生的实践能力，还能培养学生分析问题和解决问题的能力，充分发掘学生的创造潜能。

关键词：任务驱动法；反应堆热工；课程设计引言近年来，核电技术的迅速拓展及深入对高校核电技术人才培养提出了更高的要求。

培养学生实践创新能力已成高校人才培养的主要目标。

课程设计是提高学生实践创新能力的重要途径。

我校针对核工程与核技术专业反应堆工程方向开设反应堆热工课程设计，该课程以我校核能与核技术工程国家级虚拟仿真实验教学中心为依托，是我校培养核专业学生实践能力和创新精神的重要手段。

传统反应堆课程设计教学是以教师为主的手把手式的教学模式，不能充分激发学生的创造潜能。

采用任务驱动教学法，明确“任务”的目标性和教学情境的创建，使学生带着真实任务在探索中学习，从而培养出独立探索、勇于开拓进取的自学能力。

一、反应堆热工课程设计的任务“反应堆热工课程设计”是我校在《反应堆热工》理论课程学习后开展的一门独立课程。

该课程的任务主要包含以下几点：其一，以反应堆相关理论知识为基础，建立符合课程设计任务要求的热工模型；其二，强调利用数学思维解决问题，引导学生学习先进数值模拟方法，其三，以我校国家级核能与核技术虚拟仿真实验教学中心为依托，利用各种编程语言开发求解程序，完成题目内容、分析对比、撰写报告。

以“压水堆堆芯单通道稳态热工分析”为例，其主要任务包含：利用压水堆堆芯单通道相关理论知识，建立堆芯单通道稳态模型，采用数值计算方法如四阶龙格库塔方法求解模型方程组，最后开展计算分析并撰写报告。

反应堆热工分析课程设计全自动版

压降的相关计算进口温度 tfin 出口温度tfout
287 #NAME?
进口密度ρin #NAME?
出口密度ρout #NAME?
tf #NAME? #NAME?
#NAME? #NAME?
#NAME? #NAME?
#NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME?
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Pr #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME?
出口比容υout #NAME?
#NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME?
ΔPin #NAME?
ΔPout #NAME?
ΔPgr #NAME?
动力粘度 μf1 μf2 μf3 μf4 μf5 μf6
15104.90559
hfs #NAME?
hgs #NAME?
G 2734.147628
32148.52582
K
Cp
Re
h
#NAME?
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#NAME?
#NAME?
#NAME?
#NAME?
#NAME?
#NAME?
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#NAME?
0.9
冷却剂总流量W 8916.666667 两个组件间的水隙
δ 0.0008 FΔHN=FRZ
1.35
堆芯高度L 3.66
ρUO2 95% Kin 0.75
入口温度假设出口温度
tfin tfout

核反应堆热工分析-课程设计

%另一种带入方式%P=15.8;Nt=1.82*10^9;W=8916.66667;t_fin=287;L=3.66 ;m=121;n=265;n0=17;d_cs=0.0095 ;d_ci=0.00836 ; %%有问题d_u=0.00819 ; %%有问题s=0.0126 ;kexi=0.05;Fu=0.974;F_rn=1.35;F_zn=1.528;F_ln=1.11;F_h5e=0.95;F_qe=1.03;F_he=1.085;K_in=0.75;K_out=1.0;K_gr=1.05;f1=0.48;f2=1.02;f3=1.5;f4=1.56;f5=0.96;f6=0.48;hg=5678;%t_fout=input('请任意输入一堆芯出口温度（T=325）：t_fout='); t_fout=325;r=1;kk=0;while r>=0.0001kk=kk+1;t_p=0.5*(t_fout+t_fin);if (280<t_p<=300)cp=19.35*t_p-350;elseif (300<t_p<=320)cp=34.43*t_p-4874;elseif (320<t_p<=340)cp=84.7*t_p-20960.4;endt1=t_fin+Fu*Nt/(W*(1-kexi)*cp);r=(t1-t_fout)/t_fout;t_fout=t1;endt_p=0.5*(t_fout+t_fin);% 计算燃料棒表面平均热流密度fz=m*n*pi*d_cs*L ; %计算堆心燃料棒的总传热面积q=Fu*Nt/fz ; %燃料棒表面平均热流密度F_qn=F_rn*F_zn*F_ln; % 有问题！！q_max=q*F_qn*F_qe;ql=q*pi*d_cs ;ql_max=ql*F_qn*F_qe;%计算平均管的流速dert=0.0008;Af=m*n*(s^2-pi*d_cs^2/4)+4*n0*s*dert*m/2; %堆心内流通面积if(300<t_p<=310)v=4.25*10^(-6)*t_p+1.0002*10^(-4);elseif(310<t_p<=320)v=5.112*10^(-6)*t_p-1.672*10^(-4);elseif(320<t_p<=330)v=6.444*10^(-6)*t_p-5.9344*10^(-4);elseif(330<t_p<=340)v=9.0976*10^(-5)*t_p-1.469128*10^(-3);endV=W*(1-kexi)*v/(Af);%fprintf('V=%.4f\n',V);%计算热管流量Ab=s^2-pi*d_cs^2/4;Wh=W*(1-kexi)*Ab/Af;%fprintf('Wh=%.4f\n', Wh);%热管中的计算De=4*(s^2-pi*d_cs^2/4)/(pi*d_cs);%t_fh1=input('请任意输入第一控制体热管流体温度（T=291）：t_fh1=');t_fh1=291;r1=1;kk1=0;while r1>=0.0001kk1=kk1+1;t_fhp1=0.5*(t_fh1+t_fin);if (t_fhp1<=300)cp1=19.35*t_fhp1-350;elseif (t_fhp1<=320)cp1=34.43*t_fhp1-4874;elseif (t_fhp1<=340)cp1=84.7*t_fhp1-20960.4;endt11=t_fin+q*F_rn*F_he*F_h5e*pi*L*d_cs/(Wh*cp1*6)*f1;r1=(t11-t_fh1)/t_fh1;t_fh1=t11;endt_fhp1=0.5*(t_fh1+t_fin);%fprintf('t_fh1=%.4f\n',t_fh1);ts=346.19;%计算第一控制体出口处的包壳外壁温if(t_fhp1<=300)u1=(-0.40072*t_fhp1+209.504)/10^6;k1=(-1.42504*t_fhp1+994.816)/1000;pr1=(-0.40072*t_fhp1+209.504)*(0.01935*t_fhp1-0.35)/(-1.42504*t_fhp1+994.816); elseif(t_fhp1<=320)u1=(-1.044416*t_fhp1+402.6128)/10^6;k1=(-6.916*t_fhp1+2642.104)/1000;pr1=(-1.044416*t_fhp1+402.6128)*(0.03443*t_fhp1-4.874)/(-6.916*t_fhp1+2642.104); elseif(t_fhp1<=340)u1=(-1.044416*t_fhp1+402.6128)/10^6;k1=(-6.916*t_fhp1+2642.104)/1000;pr1=(-1.044416*t_fhp1+402.6128)*(0.0847*t_fhp1-20.9604)/(-6.916*t_fhp1+2642.104); endre1=Wh*De/(Ab*u1) ;h1=0.023*re1^0.8*pr1^0.4*k1/De ;t_csh11=t_fh1+q*F_rn*f1*F_qe/h1;t_csh12=ts+25*(q*F_rn*f1*F_qe/10^6)^0.25*exp(-P/6.2);if(t_csh11<=t_csh12)t_csh1=t_csh11;elseif(t_csh11>=t_csh12)t_csh1=t_csh12;end%fprintf('t_csh1=%.3f\n',t_csh1);%t_csh1=t_csh1;%计算包壳内壁温度%t_cih1=input('请任意输入一包壳内壁温度（T=315）:t_cih1='); t_cih1=315;r12=1;kk11=0;while r12>=0.0001kk11=kk11+1;t_cp1=0.5*(t_cih1+t_csh1);k12=0.00547*(1.8*t_cp1+32)+13.8;t12=t_csh1+ql*F_rn*F_qe*f1*log(d_cs/d_ci)/(2*pi*k12);r12=(t12-t_cih1)/t_cih1;t_cih1=t12;end%fprintf('t_cih1=%.4f\n',t_cih1);%计算芯块表面温度t_uh1=t_cih1+ql*F_rn*F_qe*f1/(pi*0.5*(d_ci+d_u)*hg);%fprintf('t_uh1=%.4f\n',t_uh1);%计算芯块中心温度if(t_uh1<=400) %300 400ku1=0.051*t_uh1+6.02;elseif(t_uh1<=500) %400 500ku1=0.0451*t_uh1+8.38;elseif(t_uh1<=600) %500 600ku1=0.0404*t_uh1+10.73elseif(t_uh1<=700) %600 700ku1=0.0368*t_uh1+12.89;elseif(t_uh1<=800) %700 800ku1=0.0337*t_uh1+15.06;elseif(t_uh1<=900) %800 900ku1=0.0312*t_uh1+17.06;elseif(t_uh1<=1000) %900 1000ku1=0.0292*t_uh1+18.86;elseif(t_uh1<=1100) %1000 1100ku1=0.0255*t_uh1+22.56;elseif(t_uh1<=1200) %1100 1200ku1=0.028*t_uh1+19.81;endkuto1=ku1+ql*F_rn*F_qe*f1/(4*pi*100) ;if(kuto1<=34.93) %500 600to1=22.173*kuto1-185.8 ;elseif(kuto1<=38.65) %600 700to1=26.74*kuto1-335.02;elseif(kuto1<=42.02) %700 800to1=27.17*kuto1-446.88;elseif(kuto1<=45.14) %800 900to1=32.05*kuto1-546.79;elseif(kuto1<=48.06) %900 1000to1=34.25*kuto1-645.89;elseif(kuto1<=50.61) %1000 1100to1=39.22*kuto1-884.71;elseif(kuto1<=53.41)% 1100 1200to1=35.71*kuto1-707.5;elseif(kuto1<=55.84) %1200 1298to1=40.32*kuto1-953.63;elseif(kuto1<=58.4) %1298 1405to1=41.84*kuto1-1037;elseif(kuto1<=61.95) %1405 1560to1=43.668*kuto1-1145;elseif(kuto1<=66.87) %1560 1738to1=36.23*kuto1-682.25;elseif(kuto1<=68.86) %1378 1876to1=69.35*kuto1-2899.2;elseif(kuto1<=71.31) %1876 1990to1=46.53*kuto1-1328.1;elseif(kuto1<=74.88) %1990 2155to1=46.22*kuto1-1305.8;elseif(kuto1<=79.16) %2155 2343to1=43.93*kuto1-1134;end%fprintf('to1=%.3f\n',to1);%热管中的计算%t_fh2=input('请任意输入第二控制体热管流体温度（T=300）：t_fh2='); t_fh2=300;r2=1;kk2=0;while r2>=0.0001kk2=kk2+1;t_fhp2=0.5*(t_fh2+t_fh1);if (t_fhp2<=300)cp2=19.35*t_fhp2-350;elseif (t_fhp2<=320)cp2=34.43*t_fhp2-4874;elseif (t_fhp2<=340)cp2=84.7*t_fhp2-20960.4;endt22=t_fh1+q*F_rn*F_he*F_h5e*pi*L*d_cs/(Wh*cp2*6)*f2;r2=(t22-t_fh2)/t_fh2;t_fh2=t22;endt_fhp2=0.5*(t_fh2+t_fh1);%fprintf('t_fh2=%.4f\n', t_fh2);%计算第二控制体出口处的包壳外壁温if(t_fhp2<=300)u2=(-0.40072*t_fhp2+209.504)/10^6;k2=(-1.42504*t_fhp2+994.816)/1000;pr2=(-0.40072*t_fhp2+209.504)*(0.01935*t_fhp2-0.35)/(-1.42504*t_fhp2+994.816); elseif(t_fhp2<=320)u2=(-1.044416*t_fhp2+402.6128)/10^6;k2=(-6.916*t_fhp2+2642.104)/1000;pr2=(-1.044416*t_fhp2+402.6128)*(0.03443*t_fhp2-4.874)/(-6.916*t_fhp2+2642.104); elseif(t_fhp2<=340)u2=(-1.044416*t_fhp2+402.6128)/10^6;k2=(-6.916*t_fhp2+2642.104)/1000;pr2=(-1.044416*t_fhp2+402.6128)*(0.0847*t_fhp2-20.9604)/(-6.916*t_fhp2+2642.104); endre2=Wh*De/(Ab*u2);h2=0.023*re2^0.8*pr2^0.4*k2/De;t_csh21=t_fh2+q*F_rn*f2*F_qe/h2;t_csh22=ts+25*(q*F_rn*f2*F_qe/10^6)^0.25*exp(-P/6.2);if(t_csh21<=t_csh22)t_csh2=t_csh21;elseif(t_csh21>=t_csh22)t_csh2=t_csh22;end%fprintf('t_csh2=%.4f\n',t_csh2);%计算第二控制体包壳内壁温度%t_cih2=input('请任意输入第二控制体包壳内壁温度（例如T=350）:t_cih1='); t_cih2=350;r22=1;kk22=0;while r22>=0.0001kk22=kk22+1;t_cp2=0.5*(t_cih2+t_csh2);k22=0.00547*(1.8*t_cp2+32)+13.8;t22=t_csh2+ql*F_rn*F_qe*f2*log(d_cs/d_ci)/(2*pi*k22);r22=(t22-t_cih2)/t_cih2;t_cih2=t22;end%fprintf('t_cih2=%.4f\n',t_cih2);%计算芯块表面温度t_uh2=t_cih2+ql*F_rn*F_qe*f2/(pi*0.5*(d_ci+d_u)*hg) ;;%fprintf('t_uh2=%.4f\n',t_uh2);%计算芯块中心温度if(t_uh2<=400) %300 400ku2=0.051*t_uh2+6.02;elseif(t_uh2<=500) %400 500ku2=0.0451*t_uh2+8.38;elseif(t_uh2<=600) %500 600ku2=0.0404*t_uh2+10.73elseif(t_uh2<=700) %600 700ku2=0.0368*t_uh2+12.89;elseif(t_uh2<=800) %700 800ku2=0.0337*t_uh2+15.06;elseif(t_uh2<=900) %800 900ku2=0.0312*t_uh2+17.06;elseif(t_uh2<=1000) %900 1000ku2=0.0292*t_uh2+18.86;elseif(t_uh2<=1100) %1000 1100ku2=0.0255*t_uh2+22.56;elseif(t_uh2<=1200) %1100 1200ku2=0.028*t_uh2+19.81;endkuto2=ku2+ql*F_rn*F_qe*f2/(4*pi*100) ;if(kuto2<=38.65) %600 700to2=26.74*kuto2-335.02;elseif(kuto2<=42.02) %700 800to2=27.17*kuto2-446.88;elseif(kuto2<=45.14) %800 900to2=32.05*kuto2-546.79;elseif(kuto2<=48.06) %900 1000to2=34.25*kuto2-645.89;elseif(kuto2<=50.61) %1000 1100to2=39.22*kuto2-884.71;elseif(kuto2<=53.41)% 1100 1200to2=35.71*kuto2-707.5;elseif(kuto2<=55.84) %1200 1298to2=40.32*kuto2-953.63;elseif(kuto2<=58.4) %1298 1405to2=41.84*kuto2-1037;elseif(kuto2<=61.95) %1405 1560to2=43.668*kuto2-1145;elseif(kuto2<=66.87) %1560 1738to2=36.23*kuto2-682.25;elseif(kuto2<=68.86) %1378 1876to2=69.35*kuto2-2899.2;elseif(kuto2<=71.31) %1876 1990to2=46.53*kuto2-1328.1;elseif(kuto2<=74.88) %1990 2155to2=46.22*kuto2-1305.8;elseif(kuto2<=79.16) %2155 2343to2=43.93*kuto2-1134;end%fprintf('to2=%.4f\n',to2);%热管中的计算%t_fh3=input('请任意输入第三控制体热管流体温度（T=314）：t_fh3='); t_fh3=314;r3=1;kk3=0;while r3>=0.0001kk3=kk3+1;t_fhp3=0.5*(t_fh3+t_fh2);if (t_fhp3<=300)cp3=19.35*t_fhp3-350;elseif (t_fhp3<=320)cp3=34.43*t_fhp3-4874;elseif (t_fhp3<=340)cp3=84.7*t_fhp3-20960.4;endt33=t_fh2+q*F_rn*F_he*F_h5e*pi*L*d_cs/(Wh*cp3*6)*f3;r3=(t33-t_fh3)/t_fh3;t_fh3=t33;endt_fhp3=0.5*(t_fh3+t_fh2);%fprintf('t_fh3=%.3f\n', t_fh3);%计算第三控制体出口处的包壳外壁温if(t_fhp3<=300)u3=(-0.40072*t_fhp3+209.504)/10^6;k3=(-1.42504*t_fhp3+994.816)/1000;pr3=(-0.40072*t_fhp3+209.504)*(0.01935*t_fhp3-0.35)/(-1.42504*t_fhp3+994.816); elseif(t_fhp3<=320)u3=(-1.044416*t_fhp3+402.6128)/10^6;k3=(-6.916*t_fhp3+2642.104)/1000;pr3=(-1.044416*t_fhp3+402.6128)*(0.03443*t_fhp3-4.874)/(-6.916*t_fhp3+2642.104); elseif(t_fhp3<=340)u3=(-1.044416*t_fhp3+402.6128)/10^6;k3=(-6.916*t_fhp3+2642.104)/1000;pr3=(-1.044416*t_fhp3+402.6128)*(0.0847*t_fhp3-20.9604)/(-6.916*t_fhp3+2642.104); endre3=Wh*De/(Ab*u3);h3=0.023*re3^0.8*pr3^0.4*k3/De;t_csh31=t_fh3+q*F_rn*f3*F_qe/h3;t_csh32=ts+25*(q*F_rn*f3*F_qe/10^6)^0.25*exp(-P/6.2);if(t_csh31<=t_csh32)t_csh3=t_csh31;elseif(t_csh31>=t_csh32)t_csh3=t_csh32;end%fprintf('t_csh3=%.3f\n',t_csh3);%计算第三控制体包壳内壁温度%t_cih3=input('请任意输入第三控制体包壳内壁温度（例如T=385）:t_cih3=');t_cih3=385;r33=1;kk33=0;while r33>=0.0001kk33=kk33+1;t_cp3=0.5*(t_cih3+t_csh3);k33=0.00547*(1.8*t_cp3+32)+13.8;t33=t_csh3+ql*F_rn*F_qe*f3*log(d_cs/d_ci)/(2*pi*k33); r33=(t33-t_cih3)/t_cih3;t_cih3=t33;end%fprintf('t_cih3=%.3f\n',t_cih3);%计算芯块表面温度t_uh3=t_cih3+ql*F_rn*F_qe*f3/(pi*0.5*(d_ci+d_u)*hg); %fprintf('t_uh3=%.3f\n',t_uh3);%计算芯块中心温度if(t_uh3<=400) %300 400ku3=0.051*t_uh3+6.02;elseif(t_uh3<=500) %400 500ku3=0.0451*t_uh3+8.38;elseif(t_uh3<=600) %500 600ku3=0.0404*t_uh3+10.73 ;elseif(t_uh3<=700) %600 700ku3=0.0368*t_uh3+12.89;elseif(t_uh3<=800) %700 800ku3=0.0337*t_uh3+15.06;elseif(t_uh3<=900) %800 900ku3=0.0312*t_uh3+17.06;elseif(t_uh3<=1000) %900 1000ku3=0.0292*t_uh3+18.86;elseif(t_uh3<=1100) %1000 1100ku3=0.0255*t_uh3+22.56;elseif(t_uh3<=1200) %1100 1200ku3=0.028*t_uh3+19.81;endkuto3=ku3+ql*F_rn*F_qe*f3/(4*pi*100) ;if kuto3<=38.65 %600 700to3=26.74*kuto3-335.02;elseif kuto3<=42.02 %700 800to3=27.17*kuto3-446.88;elseif(kuto3<=45.14) %800 900to3=32.05*kuto3-546.79;elseif kuto3<=48.06 %900 1000to3=34.25*kuto3-645.89;elseif kuto3<=50.61 %1000 1100to3=39.22*kuto3-884.71;elseif kuto3<=53.41 % 1100 1200to3=35.71*kuto3-707.5;elseif kuto3<=55.84 %1200 1298to3=40.32*kuto3-953.63;elseif kuto3<=58.4 %1298 1405to3=41.84*kuto3-1037;elseif kuto3<=61.95 %1405 1560to3=43.668*kuto3-1145;elseif kuto3<=66.87 %1560 1738to3=36.23*kuto3-682.25;elseif kuto3<=68.86 %1378 1876to3=69.35*kuto3-2899.2;elseif kuto3<=71.31 %1876 1990to3=46.53*kuto3-1328.1;elseif kuto3<=74.88 %1990 2155to3=46.22*kuto3-1305.8;elseif kuto3<=79.16 %2155 2343to3=43.93*kuto3-1134;end%fprintf('to3=%.3f\n',to3);%热管中的计算De=4*(s^2-pi*d_cs^2/4)/(pi*d_cs);%t_fh4=input('请任意输入第四控制体热管流体温度（T=326）：t_fh4='); t_fh4=326;r4=1;kk4=0;while r4>=0.0001kk4=kk4+1;t_fhp4=0.5*(t_fh4+t_fh3);if t_fhp4<=300cp4=19.35*t_fhp4-350;elseif t_fhp4<=320cp4=34.43*t_fhp4-4874;elseif t_fhp4<=340cp4=84.7*t_fhp4-20960.4;endt44=t_fh3+q*F_rn*F_he*F_h5e*pi*L*d_cs/(Wh*cp4*6)*f4;r4=(t44-t_fh4)/t_fh4;t_fh4=t44;endt_fhp4=0.5*(t_fh4+t_fh3);%fprintf('t_fh4=%.3f\n', t_fh4);ts=346.19;%计算第四控制体出口处的包壳外壁温if(t_fhp4<=300)u4=(-0.40072*t_fhp4+209.504)/10^6;k4=(-1.42504*t_fhp4+994.816)/1000;pr4=(-0.40072*t_fhp4+209.504)*(0.01935*t_fhp4-0.35)/(-1.42504*t_fhp4+994.816); elseif(t_fhp4<=320)u4=(-1.044416*t_fhp4+402.6128)/10^6;k4=(-6.916*t_fhp4+2642.104)/1000;pr4=(-1.044416*t_fhp4+402.6128)*(0.03443*t_fhp4-4.874)/(-6.916*t_fhp4+2642.104); elseif(t_fhp4<=340)u4=(-1.044416*t_fhp4+402.6128)/10^6;k4=(-6.916*t_fhp4+2642.104)/1000;pr4=(-1.044416*t_fhp4+402.6128)*(0.0847*t_fhp4-20.9604)/(-6.916*t_fhp4+2642.104); endre4=Wh*De/(Ab*u4);h4=0.023*re4^0.8*pr4^0.4*k4/De;t_csh41=t_fh4+q*F_rn*f4*F_qe/h4;t_csh42=ts+25*(q*F_rn*f4*F_qe/10^6)^0.25*exp(-P/6.2);if(t_csh41<=t_csh42)t_csh4=t_csh41;elseif(t_csh41>=t_csh42)t_csh4=t_csh42;end%fprintf('t_csh4=%.3f\n',t_csh4);%计算第四控制体包壳内壁温度%t_cih4=input('请任意输入第五控制体包壳内壁温度（T=386）:t_cih4=');t_cih4=386;r44=1;kk44=0;while r44>=0.0001kk44=kk44+1;t_cp4=0.5*(t_cih4+t_csh4);k44=0.00547*(1.8*t_cp4+32)+13.8;t44=t_csh4+ql*F_rn*F_qe*f4*log(d_cs/d_ci)/(2*pi*k44); r44=(t44-t_cih4)/t_cih4;t_cih4=t44;end%fprintf('t_cih4=%.4f\n',t_cih4);%计算芯块表面温度t_uh4=t_cih4+ql*F_rn*F_qe*f4/(pi*0.5*(d_ci+d_u)*hg); %fprintf('t_uh4=%.3f\n',t_uh4);%计算芯块中心温度if t_uh4<=400 %300 400ku4=0.051*t_uh4+6.02;elseif t_uh4<=500 %400 500ku4=0.0451*t_uh4+8.38;elseif t_uh4<=600 %500 600ku4=0.0404*t_uh4+10.73elseif t_uh4<=700 %600 700ku4=0.0368*t_uh4+12.89;elseif t_uh4<=800 %700 800ku4=0.0337*t_uh4+15.06;elseif t_uh4<=900 %800 900ku4=0.0312*t_uh4+17.06;elseif t_uh4<=1000 %900 1000ku4=0.0292*t_uh4+18.86;elseif t_uh4<=1100 %1000 1100ku4=0.0255*t_uh4+22.56;elseif t_uh4<=1200 %1100 1200ku4=0.028*t_uh4+19.81;endkuto4=ku4+ql*F_rn*F_qe*f4/(4*pi*100);if kuto4<=38.65 %600 700to4=26.74*kuto4-335.02;elseif kuto4<=42.02 %700 800to4=27.17*kuto4-446.88;elseif kuto4<=45.14 %800 900to4=32.05*kuto4-546.79;elseif kuto4<=48.06 %900 1000to4=34.25*kuto4-645.89;elseif kuto4<=50.61 %1000 1100to4=39.22*kuto4-884.71;elseif kuto4<=53.41 % 1100 1200to4=35.71*kuto4-707.5;elseif kuto4<=55.84 %1200 1298to4=40.32*kuto4-953.63;elseif kuto4<=58.4 %1298 1405to4=41.84*kuto4-1037;elseif kuto4<=61.95 %1405 1560to4=43.668*kuto4-1145;elseif kuto4<=66.87 %1560 1738to4=36.23*kuto4-682.25;elseif kuto4<=68.86 %1738 1876to4=69.35*kuto4-2899.2;elseif kuto4<=71.31 %1876 1990to4=46.53*kuto4-1328.1;elseif kuto4<=74.88 %1990 2155to4=46.22*kuto4-1305.8;elseif kuto4<=79.16 %2155 2343to4=43.93*kuto4-1134;end%fprintf('to4=%.3f\n',to4);%热管中的计算%t_fh5=input('请任意输入第五控制体热管流体温度（T=332）：t_fh5='); t_fh5=332;r5=1;kk5=0;while r5>=0.0001kk5=kk5+1;t_fhp5=0.5*(t_fh5+t_fh4);if t_fhp5<=300cp5=19.35*t_fhp5-350;elseif t_fhp5<=320cp5=34.43*t_fhp5-4874;elseif t_fhp5<=340cp5=84.7*t_fhp5-20960.4;endt55=t_fh4+q*F_rn*F_he*F_h5e*pi*L*d_cs/(Wh*cp5*6)*f5;r5=(t55-t_fh5)/t_fh5;endt_fhp5=0.5*(t_fh5+t_fh5);%fprintf('t_fh5=%.4f\n', t_fh5);%计算第五控制体出口处的包壳外壁温if(t_fhp5<=300)u5=(-0.40072*t_fhp5+209.504)/10^6;k5=(-1.42504*t_fhp5+994.816)/1000;pr5=(-0.40072*t_fhp5+209.504)*(0.01935*t_fhp5-0.35)/(-1.42504*t_fhp5+994.816); elseif(t_fhp5<=320)u5=(-1.044416*t_fhp5+402.6128)/10^6;k5=(-6.916*t_fhp5+2642.104)/1000;pr5=(-1.044416*t_fhp5+402.6128)*(0.03443*t_fhp5-4.874)/(-6.916*t_fhp5+2642.104); elseif(t_fhp5<=340)u5=(-1.044416*t_fhp5+402.6128)/10^6;k5=(-6.916*t_fhp5+2642.104)/1000;pr5=(-1.044416*t_fhp5+402.6128)*(0.0847*t_fhp5-20.9604)/(-6.916*t_fhp5+2642.104); endre5=Wh*De/(Ab*u5);h5=0.023*re5^0.8*pr5^0.4*k5/De;t_csh51=t_fh5+q*F_rn*f5*F_qe/h5;t_csh52=ts+25*(q*F_rn*f5*F_qe/10^6)^0.25*exp(-P/6.2);if(t_csh51<=t_csh52)t_csh5=t_csh51;elseif(t_csh51>=t_csh52)t_csh5=t_csh52;end%fprintf('t_csh5=%.4f\n',t_csh5);%计算第五控制体包壳内壁温度%t_cih5=input('请任意输入第五控制体包壳内壁温度（T=371）:t_cih5=');t_cih5=371;r55=1;kk55=0;while r55>=0.00001kk55=kk55+1;t_cp5=0.5*(t_cih5+t_csh5);k55=0.00547*(1.8*t_cp5+32)+13.8;t55=t_csh5+ql*F_rn*F_qe*f5*log(d_cs/d_ci)/(2*pi*k55);r55=(t55-t_cih5)/t_cih5;end%fprintf('t_cih5=%.4f\n',t_cih5);%计算芯块表面温度t_uh5=t_cih5+ql*F_rn*F_qe*f5/(pi*0.5*(d_ci+d_u)*hg); %fprintf('t_uh5=%.4f\n',t_uh5);%计算芯块中心温度if t_uh5<=400 %300 400ku5=0.051*t_uh5+6.02;elseif t_uh5<=500 %400 500ku5=0.0451*t_uh5+8.38;elseif t_uh5<=600 %500 600ku5=0.0404*t_uh5+10.73;elseif t_uh5<=700 %600 700ku5=0.0368*t_uh5+12.89;elseif t_uh5<=800 %700 800ku5=0.0337*t_uh5+15.06;elseif t_uh5<=900 %800 900ku5=0.0312*t_uh5+17.06;elseif t_uh5<=1000 %900 1000ku5=0.0292*t_uh5+18.86;elseif t_uh5<=1100 %1000 1100ku5=0.0255*t_uh5+22.56;elseif t_uh5<=1200 %1100 1200ku5=0.028*t_uh5+19.81;endkuto5=ku5+ql*F_rn*F_qe*f5/(4*pi*100);if kuto5<=38.65 %600 700to5=26.74*kuto5-335.02;elseif kuto5<=42.02 %700 800to5=27.17*kuto5-446.88;elseif kuto5<=45.14 %800 900to5=32.05*kuto5-546.79;elseif kuto5<=48.06 %900 1000to5=34.25*kuto5-645.89;elseif kuto5<=50.61 %1000 1100to5=39.22*kuto5-884.71;elseif kuto5<=53.41 % 1100 1200to5=35.71*kuto5-707.5;elseif kuto5<=55.84 %1200 1298to5=40.32*kuto5-953.63;elseif kuto5<=58.4 %1298 1405to5=41.84*kuto5-1037;elseif kuto5<=61.95 %1405 1560to5=43.668*kuto5-1145;elseif kuto5<=66.87 %1560 1738to5=36.23*kuto5-682.25;elseif kuto5<=68.86 %1738 1876to5=69.35*kuto5-2899.2;elseif kuto5<=71.31 %1876 1990to5=46.53*kuto5-1328.1;elseif kuto5<=74.88 %1990 2155to5=46.22*kuto5-1305.8;elseif kuto5<=79.16 %2155 2343to5=43.93*kuto5-1134;end%fprintf('to5=%.3f\n',to5);%热管中的计算%t_fh6=input('请任意输入第六控制体热管流体温度（T=336）：t_fh6='); t_fh6=336;r6=1;kk6=0;while r6>=0.0001kk6=kk6+1;t_fhp6=0.5*(t_fh6+t_fh5);if t_fhp6<=300cp6=19.35*t_fhp6-350;elseif t_fhp6<=320cp6=34.43*t_fhp6-4874;elseif t_fhp6<=340cp6=84.7*t_fhp6-20960.4;endt66=t_fh5+q*F_rn*F_he*F_h5e*pi*L*d_cs/(Wh*cp6*6)*f6;r6=(t66-t_fh6)/t_fh6;t_fh6=t66;endt_fhp6=0.5*(t_fh6+t_fh6);%fprintf('t_fh6=%.4f\n', t_fh6);%计算第六控制体出口处的包壳外壁温if(t_fhp6<=300)u6=(-0.40072*t_fhp6+209.504)/10^6;k6=(-1.42504*t_fhp6+994.816)/1000;pr6=(-0.40072*t_fhp6+209.504)*(0.01935*t_fhp6-0.35)/(-1.42504*t_fhp6+994.816); elseif(t_fhp6<=320)u6=(-1.044416*t_fhp6+402.6128)/10^6;k6=(-6.916*t_fhp6+2642.104)/1000;pr6=(-1.044416*t_fhp6+402.6128)*(0.03443*t_fhp6-4.874)/(-6.916*t_fhp6+2642.104); elseif(t_fhp6<=340)u6=(-1.044416*t_fhp6+402.6128)/10^6;k6=(-6.916*t_fhp6+2642.104)/1000;pr6=(-1.044416*t_fhp6+402.6128)*(0.0847*t_fhp6-20.9604)/(-6.916*t_fhp6+2642.104); endre6=Wh*De/(Ab*u6);h6=0.023*re6^0.8*pr6^0.4*k6/De;t_csh61=t_fh6+q*F_rn*f6*F_qe/h6;t_csh62=ts+25*(q*F_rn*f6*F_qe/10^6)^0.25*exp(-P/6.2);if(t_csh61<=t_csh62)t_csh6=t_csh61;elseif(t_csh61>=t_csh62)t_csh6=t_csh62;end%fprintf('t_csh6=%.4f\n',t_csh6);%计算第六控制体包壳内壁温度%t_cih6=input('请任意输入第六控制体包壳内壁温度（T=358）:t_cih6=');t_cih6=358;r66=1;kk66=0;while r66>=0.00001kk66=kk66+1;t_cp6=0.5*(t_cih6+t_csh6);k66=0.00547*(1.8*t_cp6+32)+13.8;t66=t_csh6+ql*F_rn*F_qe*f6*log(d_cs/d_ci)/(2*pi*k66);r66=(t66-t_cih6)/t_cih6;t_cih6=t66;end%fprintf('t_cih6=%.4f\n',t_cih6);%计算芯块表面温度t_uh6=t_cih6+ql*F_rn*F_qe*f6/(pi*0.5*(d_ci+d_u)*hg); %fprintf('t_uh6=%.4f\n',t_uh6);%计算芯块中心温度if t_uh6<=400 %300 400ku6=0.051*t_uh6+6.02;elseif t_uh6<=500 %400 500ku6=0.0451*t_uh6+8.38;elseif t_uh6<=600 %500 600ku6=0.0404*t_uh6+10.73elseif t_uh6<=700 %600 700ku6=0.0368*t_uh6+12.89;elseif t_uh6<=800 %700 800ku6=0.0337*t_uh6+15.06;elseif t_uh6<=900 %800 900ku6=0.0312*t_uh6+17.06;elseif t_uh6<=1000 %900 1000ku6=0.0292*t_uh6+18.86;elseif t_uh5<=1100 %1000 1100ku6=0.0255*t_uh6+22.56;elseif t_uh6<=1200 %1100 1200ku6=0.028*t_uh6+19.81;endkuto6=ku6+ql*F_rn*F_qe*f6/(4*pi*100);if kuto6<=38.65 %600 700to6=26.74*kuto6-335.02;elseif kuto6<=42.02 %700 800to6=27.17*kuto6-446.88;elseif kuto6<=45.14 %800 900to6=32.05*kuto6-546.79;elseif kuto6<=48.06 %900 1000to6=34.25*kuto6-645.89;elseif kuto6<=50.61 %1000 1100to6=39.22*kuto6-884.71;elseif kuto6<=53.41 % 1100 1200to6=35.71*kuto6-707.5;elseif kuto6<=55.84 %1200 1298to6=40.32*kuto6-953.63;elseif kuto6<=58.4 %1298 1405to6=41.84*kuto6-1037;elseif kuto6<=61.95 %1405 1560to6=43.668*kuto6-1145;elseif kuto6<=66.87 %1560 1738to6=36.23*kuto6-682.25;elseif kuto6<=68.86 %1738 1876to6=69.35*kuto6-2899.2;elseif kuto6<=71.31 %1876 1990to6=46.53*kuto6-1328.1;elseif kuto6<=74.88 %1990 2155to6=46.22*kuto6-1305.8;elseif kuto6<=79.16 %2155 2343to6=43.93*kuto6-1134;end%fprintf('to6=%.4f\n',to6);%热管中的计算f0=1/L;t_fh0=t_fin;ts=346.19;%计算第一控制体出口处的包壳外壁温if(t_fh0<=300)u0=(-0.40072*t_fh0+209.504)/10^6;k0=(-1.42504*t_fh0+994.816)/1000;pr0=(-0.40072*t_fh0+209.504)*(0.01935*t_fh0-0.35)/(-1.42504*t_fh0+994.816); elseif(t_fh0<=320)u0=(-1.044416*t_fh0+402.6128)/10^6;k0=(-6.916*t_fh0+2642.104)/1000;pr0=(-1.044416*t_fh0+402.6128)*(0.03443*t_fh0-4.874)/(-6.916*t_fh0+2642.104); elseif(t_fh0<=340)u0=(-1.044416*t_fh0+402.6128)/10^6;k0=(-6.916*t_fh0+2642.104)/1000;pr0=(-1.044416*t_fh0+402.6128)*(0.0847*t_fh0-20.9604)/(-6.916*t_fh0+2642.104); endre0=Wh*De/(Ab*u0) ;h0=0.023*re0^0.8*pr0^0.4*k0/De ;t_csh01=t_fh0+q*F_rn*f0*F_qe/h0;t_csh02=ts+25*(q*F_rn*f0*F_qe/10^6)^0.25*exp(-P/6.2);if(t_csh01<=t_csh02)t_csh0=t_csh01;elseif(t_csh01>=t_csh02)t_csh0=t_csh02;end%fprintf('t_csh0=%.3f\n',t_csh0);%计算包壳内壁温度t_cih0=300;r0=1;kk0=0;while r0>=0.0001kk0=kk0+1;t_cp0=0.5*(t_cih0+t_csh0);k02=0.00547*(1.8*t_cp0+32)+13.8;t02=t_csh0+ql*F_rn*F_qe*f0*log(d_cs/d_ci)/(2*pi*k02); r0=(t02-t_cih0)/t_cih0;t_cih0=t02;end%计算芯块表面温度t_uh0=t_cih0+ql*F_rn*F_qe*f0/(pi*0.5*(d_ci+d_u)*hg); %计算芯块中心温度if(t_uh0<=400) %300 400ku0=0.051*t_uh0+6.02;elseif(t_uh0<=500) %400 500ku0=0.0451*t_uh0+8.38;elseif(t_uh0<=600) %500 600ku0=0.0404*t_uh0+10.73elseif(t_uh0<=700) %600 700ku0=0.0368*t_uh0+12.89;elseif(t_uh0<=800) %700 800ku0=0.0337*t_uh0+15.06;elseif(t_uh0<=900) %800 900ku0=0.0312*t_uh0+17.06;elseif(t_uh0<=1000) %900 1000ku0=0.0292*t_uh0+18.86;elseif(t_uh0<=1100) %1000 1100ku0=0.0255*t_uh0+22.56;elseif(t_uh0<=1200) %1100 1200ku0=0.028*t_uh0+19.81;endkuto0=ku0+ql*F_rn*F_qe*f0/(4*pi*100) ;if(kuto0<=26.42) %300 400to0=19.61*kuto0-118.04;elseif(kuto0<=34.93) %500 600to0=22.173*kuto0-185.8 ;elseif(kuto0<=38.65) %600 700to0=26.74*kuto0-335.02;elseif(kuto0<=42.02) %700 800to0=27.17*kuto0-446.88;elseif(kuto0<=45.14) %800 900to0=32.05*kuto0-546.79;elseif(kuto0<=48.06) %900 1000to0=34.25*kuto0-645.89;elseif(kuto0<=50.61) %1000 1100to0=39.22*kuto0-884.71;elseif(kuto0<=53.41)% 1100 1200to0=35.71*kuto0-707.5;elseif(kuto0<=55.84) %1200 1298to0=40.32*kuto0-953.63;elseif(kuto0<=58.4) %1298 1405to0=41.84*kuto0-1037;elseif(kuto0<=61.95) %1405 1560to0=43.668*kuto0-1145;elseif(kuto0<=66.87) %1560 1738to0=36.23*kuto0-682.25;elseif(kuto0<=68.86) %1378 1876to0=69.35*kuto0-2899.2;elseif(kuto0<=71.31) %1876 1990to0=46.53*kuto0-1328.1;elseif(kuto0<=74.88) %1990 2155to0=46.22*kuto0-1305.8;elseif(kuto0<=79.16) %2155 2343to0=43.93*kuto0-1134;end%fprintf('to0=%.3f\n',to0);fprintf('q=%.4f\nq_max=%.4f\nql=%.4f\nql_max=%.4f\n ',q,q_max,ql,ql_max); fprintf('t_fout=%.4f\n',t_fout)fprintf('V=%.4f\n',V);fprintf('Wh=%.4f\n', Wh);fprintf('t_fh0=%.4f\nt_csh0=%.4f\nt_cih0=%.4ft_uh0=%.4f\n5_to0=%.4f\n',t_fh0,t_csh0,t_cih0,t_ uh0,to0);fprintf('t_fh1=%.4f\n',t_fh1);fprintf('t_csh1=%.4f\n',t_csh1);fprintf('t_cih1=%.4f\n',t_cih1);fprintf('t_uh1=%.4f\n',t_uh1);fprintf('to1=%.4f\n',to1);fprintf('t_fh2=%.4f\n',t_fh2);fprintf('t_csh2=%.4f\n',t_csh2);fprintf('t_cih2=%.4f\n',t_cih2);fprintf('t_uh2=%.4f\n',t_uh2);fprintf('to2=%.4f\n',to2);fprintf('t_fh3=%.4f\n',t_fh3);fprintf('t_csh3=%.4f\n',t_csh3);fprintf('t_cih3=%.4f\n',t_cih3);fprintf('t_uh3=%.4f\n',t_uh3);fprintf('to3=%.4f\n',to3);fprintf('t_fh4=%.4f\n',t_fh4);fprintf('t_csh4=%.4f\n',t_csh4);fprintf('t_cih4=%.4f\n',t_cih4);fprintf('t_uh4=%.4f\n',t_uh4);fprintf('to4=%.4f\n',to4);fprintf('t_fh5=%.4f\n',t_fh5);fprintf('t_csh5=%.4f\n',t_csh5);fprintf('t_cih5=%.4f\n',t_cih5);fprintf('t_uh5=%.4f\n',t_uh5);fprintf('to5=%.3f\n',to5);fprintf('t_fh6=%.4f\n',t_fh6);fprintf('t_csh6=%.4f\n',t_csh6);fprintf('t_cih6=%.4f\n',t_cih6);fprintf('t_uh6=%.4f\n',t_uh6);fprintf('to6=%.4f\n',to6);Hfs=1642.8*10^3;Hgs=2589.98*10^3;Hfg=Hgs-Hfs;G=W*(1-kexi)/Af;g=9.8;if (t_fin<=290)H0=(5.146*t_fin-208.22)*10^3;elseif (t_fin<=300)elseif (t_fin<=310)H0=(5.59*t_fin-339.44)*10^3;elseif (t_fin<=320)H0=(5.932*t_fin-445.46)*10^3;elseif (t_fin<=330)H0=(6.422*t_fin-602.26)*10^3;elseif (t_fin<=340)H0=(7.23*t_fin-868.9)*10^3;elseif (t_fin<=350)H0=(104.63*t_fin-33984.9)*10^3;endXe0=(H0-Hfs)/Hfg;q_DNB0=3.154*10^6*((2.022-6.238*10^(-8)*P)+(0.1722-1.43*10^(-8)*P)*exp((18.177-5.987*1 0^(-7)*P)*Xe0))*((0.1484-1.596*Xe0+0.1729*Xe0*abs(Xe0))*0.2049*G/10^6+1.037)*(1.157-0. 869*Xe0)*(0.2664+0.8357*exp(-124*De))*(0.8258+0.341*10^(-6)*(Hfs-H0));DNBR0=q_DNB0/(q*F_rn*F_qe*f0);%H1if (t_fh1<=290)H1=(5.146*t_fh1-208.22)*10^3;elseif (t_fh1<=300)H1=(5.344*t_fh1-265.64)*10^3;elseif (t_fh1<=310)H1=(5.59*t_fh1-339.44)*10^3;elseif (t_fh1<=320)H1=(5.932*t_fh1-445.46)*10^3;elseif (t_fh1<=330)H1=(6.422*t_fh1-602.26)*10^3;elseif (t_fh1<=340)H1=(7.23*t_fh1-868.9)*10^3;elseif (t_fh1<=350)H1=(104.63*t_fh1-33984.9)*10^3;endXe1=(H1-Hfs)/Hfg;q_DNB1=3.154*10^6*((2.022-6.238*10^(-8)*P)+(0.1722-1.43*10^(-8)*P)*exp((18.177-5.987*1 0^(-7)*P)*Xe1))*((0.1484-1.596*Xe1+0.1729*Xe1*abs(Xe1))*0.2049*G/10^6+1.037)*(1.157-0. 869*Xe1)*(0.2664+0.8357*exp(-124*De))*(0.8258+0.341*10^(-6)*(Hfs-H0));DNBR1=q_DNB1/(q*F_rn*F_qe*f1);if (t_fh2<=290)elseif (t_fh2<=300)H2=(5.344*t_fh2-265.64)*10^3;elseif (t_fh2<=310)H2=(5.59*t_fh2-339.44)*10^3;elseif (t_fh2<=320)H2=(5.932*t_fh2-445.46)*10^3;elseif (t_fh2<=330)H2=(6.422*t_fh2-602.26)*10^3;elseif (t_fh2<=340)H2=(7.23*t_fh2-868.9)*10^3;elseif (t_fh2<=350)H2=(104.63*t_fh2-33984.9)*10^3;endXe2=(H2-Hfs)/Hfg;q_DNB2=3.154*10^6*((2.022-6.238*10^(-8)*P)+(0.1722-1.43*10^(-8)*P)*exp((18.177-5.987*1 0^(-7)*P)*Xe2))*((0.1484-1.596*Xe2+0.1729*Xe2*abs(Xe2))*0.2049*G/10^6+1.037)*(1.157-0. 869*Xe2)*(0.2664+0.8357*exp(-124*De))*(0.8258+0.341*10^(-6)*(Hfs-H1));DNBR2=q_DNB2/(q*F_rn*F_qe*f2);if (t_fh3<=290)H3=(5.146*t_fh3-208.22)*10^3;elseif (t_fh3<=300)H3=(5.344*t_fh3-265.64)*10^3;elseif (t_fh3<=310)H3=(5.59*t_fh3-339.44)*10^3;elseif (t_fh3<=320)H3=(5.932*t_fh3-445.46)*10^3;elseif (t_fh3<=330)H3=(6.422*t_fh3-602.26)*10^3;elseif (t_fh3<=340)H3=(7.23*t_fh3-868.9)*10^3;elseif (t_fh3<=350)H3=(104.63*t_fh3-33984.9)*10^3;endXe3=(H3-Hfs)/Hfg;q_DNB3=3.154*10^6*((2.022-6.238*10^(-8)*P)+(0.1722-1.43*10^(-8)*P)*exp((18.177-5.987*1 0^(-7)*P)*Xe3))*((0.1484-1.596*Xe3+0.1729*Xe3*abs(Xe3))*0.2049*G/10^6+1.037)*(1.157-0. 869*Xe3)*(0.2664+0.8357*exp(-124*De))*(0.8258+0.341*10^(-6)*(Hfs-H2));DNBR3=q_DNB3/(q*F_rn*F_qe*f3);if (t_fh4<=290)H4=(5.146*t_fh4-208.22)*10^3;elseif (t_fh4<=300)。

核反应堆热工设计 6页word文档

课程设计报告( 2019 -- 2019 年度第二学期)名称：核反应堆热工分析题目：单通道模型反应堆稳态热工设计院系：核科学与工程学院班级：学号：学生姓名：指导教师：设计周数： 2成绩：日期：2019年 6 月26 日一、课程设计的目的与要求该课程设计的主要目的为：培养学生综合运用反应堆热工分析课程和其它先修课程的理论和实际知识，树立正确的设计思想，培养分析和解决实际问题的能力。

该课程设计的基本要求为：在堆型和为进行热工设计所必需的条件已经确定的前提下，利用单通道模型进行反应堆稳态热工设计，并对热工设计准则进行验证；二、设计正文已知压水反应堆的热功率N t=2895Mw；燃料元件包壳外径d cs=9.5mm，包壳内径d ci=8.36mm，芯块直径d u=8.19mm；燃料组件采用17*17正方形排列，共157组燃料组件；每个组件内有24个控制棒套管和一个中子通量测量管；燃料棒中心间栅距P=12.6mm，组件间水隙δw=1mm。

系统工作压力p=15.5Mpa，冷却剂平均温度t R=310℃，堆芯冷却剂平均温升∆t=34.6℃；冷却剂旁流系数ζ=6.5%；冷却剂设计总流量71370m3/h；DNBR=2.08；又设燃料元件内释热份额占总释热量的97.4%；堆芯高度取L=3.66m；并近似认为燃料元件表面最大热流密度、元件表面最高温度和元件中心最高温度都发生在元件半高度处；已知元件包壳的热导率k c=0.00547（1.8t cs+32）+13.8[W/(m·℃)]。

适用单通道模型求燃料元件中心温度。

（大亚湾）求解步骤：由题知F u=97.4% , W ef=1-6.5%=93.5%。

取,F∆H N=1.51， F∆H E=1.07,；F Z N=1.54；F q E=1.03 F q=2.39 F q N=F qF q E=2.32相应温压下，水的c p=5.816kJ/(kg.C)1、确定燃料元件的实际最大热流密度q max因为压水堆的安全限值首先是燃料元件表面的最小DNBR，其次才是燃料元件的中心温度，故q max值由热点处的q DNB值除以DNBR而得。

核反应堆初步设计课程设计说明书

z
表达式................................................................................... 10
2.3.2 热管的温度场表达式...........................................................................................11 2.3.3 包壳表面温度分布函数...................................................................................... 12 2.3.4 燃料中心温度的分布函数.................................................................................. 13 第 3 章反应堆稳态工况水力计算...............................................................................................15 3.1 引言.....................................................................................................................................15 3.2 一回路内的流动压降和水泵功率................................................................................. 15 3.3 反应堆自然循环能力分析.................................................................................................17 第 4 章反应堆压力容器设计与部件图绘制................................................................................ 17 4.2 薄壁容器的应力分析和强度设计................................................................................... 18 4.3 管道的强度分析.................................................................................................................19 第 5 章计算程序与计算结果.........................................................................................................20 5.1 Matlab 程序如下................................................................................................................ 20 5.2 程序计算结果.....................................................................................................................28 参考文献........................................................................................................................................... 33 附录 1：反应堆稳态热工计算表....................................................................................................34 附录 2 燃料温度校核计算表..........................................................................................................38 附录 3 反应堆稳态工况水力计算表..............................................................................................41 附录 4 反应堆压力容器强度计算表..............................................................................................41

核反应堆热工分析课设

目录一、设计任务 (1)二、课程设计要求 (2)三、计算过程 (2)四、程序设计框图 (8)五、代码说明书 (9)六、热工设计准则和出错矫正 (10)七、重要的核心程序代码 (11)八、计算结果及分析 (17)一、设计任务某压水反应堆的冷却剂及慢化剂都是水，用二氧化铀作燃料，用Zr-4作包壳材料。

燃料组件无盒壁，燃料元件为棒状，正方形排列。

已知下列参数：系统压力 15.8MPa堆芯输出功率 1820MW冷却剂总流量 32100t/h反应堆进口温度287℃堆芯高度 3.66m燃料组件数 121燃料组件形式17×17每个组件燃料棒数 265燃料包壳直径 9.5mm燃料包壳内径 8.36mm燃料包壳厚度 0.57mm燃料芯块直径 8.19mm燃料棒间距（栅距） 12.6mm芯块密度 95%理论密度旁流系数 5%燃料元件发热占总发热的份额 97.4%径向核热管因子 1.35轴向核热管因子 1.528局部峰核热管因子 1.11交混因子 0.95热流量工程热点因子 1.03焓升工程热管因子 1.085堆芯入口局部阻力系数 0.75堆芯出口局部阻力系数 1.0堆芯定位隔架局部阻力系数 1.05若将堆芯自上而下划分为5个控制体，则其轴向归一化功率分布如下表：堆芯轴向归一化功率分布（轴向等分5个控制体）通过计算，得出1. 堆芯出口温度；2. 燃料棒表面平均热流及最大热流密度，平均线功率，最大线功率；3. 热管的焓，包壳表面温度，芯块中心温度随轴向的分布；4. 包壳表面最高温度，芯块中心最高温度；5. DNBR在轴向上的变化；6. 计算堆芯压降；二、课程设计要求1．设计时间为两周；2．独立编制程序计算；3．迭代误差为0.1%；4．计算机绘图；5．设计报告写作认真，条理清楚，页面整洁；6．设计报告中要附源程序。

三、计算过程目前，压水核反应堆的稳态热工设计准则有：（1）燃料元件芯块内最高温度应低于其相应燃耗下的熔化温度。

核反应堆热工水力课程设计解析

一、设计要求在设计反应堆冷却系统时，为了保证反应堆运行安全可靠，针对不同的堆型，预先规定了热工设计必须遵守的要求，这些要求通常就称为堆的热工设计准则。

目前压水动力堆设计中所规定的稳态热工设计准则，一般有以下几点：1.燃料元件芯块内最高应低于其他相应燃耗下的熔化温度；2.燃料元件外表面不允许发生沸腾临界；3.必须保证正常运行工况下燃料元件和堆内构件得到充分冷却；在事故工况下能提供足够的冷却剂以排除堆芯余热；4.在稳态额定工况和可预计的瞬态运行工况中，不发生流动不稳定性。

5.在热工设计中，通常是通过平均通道（平均管）可以估算堆芯的总功率，而热通道（热管）则是堆芯中轴向功率最高的通道，通过它确定堆芯功率的上限，热点是堆芯中温度最高的点，代表堆芯热量密度最大的点，通过这个点来确定DNBR。

二、设计任务某压水反应堆的冷却剂和慢化剂都是水，用二氧化铀作燃料，Zr-4作燃料包壳材料。

燃料组件无盒壁，燃料元件为棒状，正方形排列，已知下列参数：系统压力P 15.8M P a 堆芯输出热功率N t1820M W 冷却剂总流量W32500t/h 反应堆进口温度t f i n287℃堆芯高度L 3.60m 燃料组件数m121燃料组件形式n0×n017×17每个组件燃料棒数n265燃料包壳外径d c s9.5m m 燃料包壳内径d c i8.6m m 燃料包壳厚度δc0.57m m 燃料芯块直径d u8.19m m 燃料棒间距（栅距）s12.6m m 两个组件间的水隙δ0.8m m UO2芯块密度ρUO2 95%理论密度旁流系数ζ5%燃料元件发热占总发热份额F a97.4%径向核热管因子F R N 1.33轴向核热管因子F Z N 1.520热流量核热点因子F q N F R N F Z N 2.022热流量工程热点因子F q E 1.03焓升工程热点因子FΔH E未计入交混因子) 1.142交混因子FΔH·mE0.95焓升核热管因子FΔH N F R N 1.085堆芯进口局部阻力系数K i n0.75堆芯出口局部阻力系数K o u t 1.0堆芯定位格架阻力系数K g r 1.05若将堆芯自下而上分为3个控制体，其轴向归一化功率分布见下表：通过计算，得出：1. 堆芯流体出口温度；2. 燃料棒表面平均热流密度以及最大热流密度，平均线功率，最大线功率；3. 热管内的流体温度（或焓）、包壳表面温度、芯块中心温度随轴向的分布；4. 包壳表面最高温度，芯块中心最高温度；5. DNBR 在轴向上的变化；6. 计算堆芯压降三、设计正文（详细的计算过程、计算结果及分析）1.计算过程1.1堆芯流体出口温度（平均管）t f,out=t f,in+F a∙N tW∙(1−ζ)∙C p̅̅̅C p̅̅̅按流体平均温度t f̅=12(t f,in+t f,out)以及压力由表中查得。

核反应堆热工分析课程设计..

课程设计报告名称：核反应堆热工分析课程设计题目：利用单通道模型进行反应堆稳态热工设计院系：--------------------班级：----------学号：---------学生姓名：-----------指导教师：--------设计周数：--------成绩：日期：2014年6 月25日一、课程设计的目的与要求反应堆热工设计的任务就是要设计一个既安全可靠又经济的堆芯输热系统。

对于反应堆热工设计，尤其是对动力堆，最基本的要求是安全。

要求在整个寿期内能够长期稳定运行，并能适应启动、功率调节和停堆等功率变化，要保证在一般事故工况下堆芯不会遭到破坏，甚至在最严重的工况下，也要保证堆芯的放射性物质不扩散到周围环境中去。

在进行反应堆热工设计之前，首先要了解并确定的前提为：（1）根据所设计堆的用途和特殊要求（如尺寸、重量等的限制）选定堆型，确定所用的核燃料、冷却剂、慢化剂和结构材料等的种类；（2）反应堆的热功率、堆芯功率分布不均匀系数和水铀比允许的变化范围；（3）燃料元件的形状、它在堆芯内的分布方式以及栅距允许变化的范围；（4）二回路对一回路冷却剂热工参数的要求；（5）冷却剂流过堆芯的流程以及堆芯进口处冷却剂流量的分配情况。

在设计反应堆冷却系统时，为了保证反应堆运行安全可靠，针对不同的堆型，预先规定了热工设计必须遵守的要求，这些要求通常就称为堆的热工设计准则。

目前压水动力堆设计中所规定的稳态热工设计准则，一般有以下几点：（1）燃料元件芯块内最高应低于其他相应燃耗下的熔化温度；（2）燃料元件外表面不允许发生沸腾临界；（3）必须保证正常运行工况下燃料元件和堆内构件得到充分冷却；在事故工况下能提供足够的冷却剂以排除堆芯余热；（4）在稳态额定工况和可预计的瞬态运行工况中，不发生流动不稳定性。

在热工设计中，通常是通过平均通道（平均管）可以估算堆芯的总功率，而热通道（热管）则是堆芯中轴向功率最高的通道，通过它确定堆芯功率的上限，热点是堆芯中温度最高的点，代表堆芯热量密度最大的点，通过这个点来确定DNBR。

“核反应堆热工分析”课程教学大纲

“核反应堆热工分析”课程教学大纲“核反应堆热工分析”课程教学大纲英文名称：Nuclear Reactors Thermal-Hydraulics课程编号：NUCL0008学时：68（含课内实验4学时）学分：4适用对象：核工程与核技术四年级先修课程：传热学，流体力学，工程热力学使用教材及参考书：教材：1、于平安等，核反应堆热工分析，上海交通大学出版社，2002.2，ISBN7-313-02868-7参考书：1、连培生，原子能工业，原子能出版社，2002.5，ISBN7-5022-2453-X2、[美]汤良孙，J.韦斯曼，压水反应堆热工分析，原子能出版社，1983.3一、课程性质、目的和任务性质：《核反应堆热工分析》是核工程与核技术专业本科生和核能科学与工程学科硕士生和博士生的专业基础课。

目的：通过本课程的学习，学生应能获得有关核反应堆热工分析的基础知识，并为以后进行科学研究和工程实践打下一定的理论基础。

任务：重点讲述核反应堆热工水力分析的基本理论和一些分析、计算方法。

在内容的选择和安排上，力求体系完整、由浅入深、循序渐进。

二、教学基本要求1.了解各种核反应堆的发展的基本概况及其结构；2.掌握各种核反应堆的所有材料的基本热物理性质；3.掌握核反应堆热工分析中用到的堆芯释热、传热、流体力学等方面的基本知识和计算原理；4.掌握核反应堆稳态热工设计原理，清楚单通道模型和子通道模型热工设计的大致步骤和计算方法；5.了解核反应堆瞬态热工水力分析中的基本模型和方程，了解核反应堆瞬态热工水力分析的基本方法和典型的核反应堆系统的事故及其分析。

三、教学内容及要求第一章：绪论1.核反应堆发展概况2.核反应堆堆型简介3.核反应堆热工分析的任务第二章：堆的热源及其分布1.核裂变产生的能量及其分布2.堆芯功率的分布及其影响因素3.控制棒、慢化剂和结构材料中热量的产生和分布4.停堆后的功率第三章：堆的传热过程1．导热2．单相对流换热3．流动沸腾传热4．燃料元件的型式、结构及设计要求5．燃料元件材料的热物性6．燃料元件的温度分布7．包壳与芯块间的间隙传热及其随燃耗的变化8．燃料元件温度场的数值解法9．固体慢化剂和结构部件的冷却第四章：堆内流体的流动过程及水力分析1．单相流体的流动压降2．两相流体的流动压降3．自然循环4．冷却剂的喷放5．流动不稳定性第五章：堆芯稳态热工分析1．热工设计准则2．堆芯冷却剂流量分配3．热管因子和热点因子4．典型的临界热流密度关系式5．单通道模型的堆芯稳态热工分析6．子通道模型的堆芯稳态热工分析第六章：堆芯瞬态热工分析1．燃料元件瞬态过程温度场分析2．守恒方程3．反应堆的安全问题4．负荷丧失瞬态5．失流事故6．压水堆冷却剂丧失事故四、实践环节1．通道内单相水流动换热系数测定，2学时2.通道内单相水摩擦系数测定，2学时五、学时分配章内容参考学时1绪论4 2堆的热源及其分布8 3堆的传热过程12 4堆内流体的流动过程及水力分析165堆芯稳态热工分析12 6堆芯瞬态热工分析12实践环节4大纲制定者：秋穗正（执笔）大纲校对者：苏光辉大纲审定者：×××大纲批准者：×××。

反应堆热工水力学教学设计

反应堆热工水力学教学设计一、教学目标本教学设计旨在通过讲解反应堆热工水力学基本原理，帮助学生掌握反应堆热工水力学的基本概念、基本理论和基本技能，培养学生的动手能力和实验室管理能力，提高学生的认识和敏锐性，为其更好地参与核能领域的实践工作打下扎实的基础。

二、教学内容2.1 反应堆热工水力学基本概念1.反应堆热工水力学的基本概念和基本理论。

2.反应堆热工水力学的实验室管理和安全意识。

2.2 反应堆热工水力学实验1.基础实验：测量反应堆热工水力学基本物理量。

2.拓展实验：模拟反应堆热工水力学的各种工况并进行实验控制。

2.3 反应堆热工水力学的工程应用1.反应堆热工水力学在核电站工程中的应用。

2.反应堆热工水力学在核燃料循环工程中的应用。

三、教学方法3.1 授课方法1.讲授法：传授反应堆热工水力学的基本概念和基本理论。

2.实验教学法：通过实验，让学生感受反应堆热工水力学的现象和规律，培养其实验能力。

3.2 学习方法1.学生课堂学习：主要通过听讲、笔记和互动学习完成。

2.学生实验学习：通过实验、报告和讨论等形式完成。

四、教学评价4.1 评价方法1.考试：考核学生对反应堆热工水力学的掌握程度和理解能力。

2.作业：包括阅读、分析、讨论、实验报告等形式完成。

4.2 评价标准1.考试评分：按照规定的考试内容和考试时间进行评分。

2.作业评分：按照规定的作业要求和评分细则进行评分。

五、教学变革反应堆热工水力学是一门实践性很强的学科，我们的教学模式要以实验教学为主导，让学生在实践中感受，探索出学科规律和原理，以此提高学生的实践能力和动手能力。

同时，还要加强反应堆热工水力学的应用和研究，探索其在其他领域中的应用，为社会和国家的发展做出更大的贡献。

反应堆热工分析课程设计计算数据

在小范围内将Cp-t差值近似得出Cp如下：出口温度/℃300300.1300.2300.3300.4300.5比热容KJ/Kg 5.45833882 5.4644305 5.470522 5.476614 5.482705 5.4887971表二一、堆芯出口温度假设出口温度 320℃平均温度306.2比热容KJ/Kg#REF!某压水堆的冷却剂和慢化剂都是水，用UO2做燃料，用Zr-4做燃料包壳材料。

燃料组件无盒壁，燃料元件为棒状，采用正方形排列。

参数如下出口温度#REF!二、燃料棒热流密度、线功率三、平均管情况堆芯燃料棒总传热面积Fa(m2)4527.492884.0256204燃料棒表面平均热流q(W/m2)648832.385平均管的流速V（m/s） 6.2974765燃料棒最大热流密度q_max 1353302.15流体平均密度ρ（Kg/m3）713.03739燃料棒平均线功率q_l 19364.4706燃料棒最大限功率qlmax 40389.4446四、单元通道热管四根燃料元件组成的单元通道面积Ab(m2)8.7878E-05五、热管中的计算第一控制体1）、热管中第一控制体的流体温度假设第一单元通道出口温度为310℃一次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg 5.53143874（1）、热管的平均比热容KJ/Kg 5.1112529（2）、热管中的流体温度tf（z）296.204553（2）、热管中的流体温度tf（z）296.517322）单元通道当量直径（m）0.01177786通道流体的普朗特数Pr 0.91639073通道流体动力粘度μ（kg/(m.s)）8.2778E-059.7649903通道流体导热系数k（z）W/m*℃0.5333784△θf（z）1 249.946609通道流体的雷诺系数Re 638895.432通道流体的表面换热系数h （z）（W/m2*℃）44347.887第一个控制体出口处包壳外壁温tcs（z）306.2746493)假设内壁温为400℃一次迭代平均壁温tc（z）353.137324平均壁温tc（z）313.80832Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)17.4520301Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)17.064797第一个控制体的内壁温tci321.341991第一个控制体的内壁温tci（z）318.272114)第一控制体出口处UO2表面温度tu（z）404.4657295）第一控制体出口处UO2芯块中心温度t0（z）652.622049第二控制体1）、热管中第二控制体的流体温度堆芯内总流通面积Af(m2)△θf（z）1 热管四根燃料元件组成的单元通道流量Wh（t/h）假设第二单元通道出口温度为320℃一次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg5.96119496（1）、热管的平均比热容KJ/Kg5.4652516（2）、热管中的流体温度tf（z）303.717302（2）、热管中的流体温度tf（z）304.37136 2）单元通道当量直径（m）0.01177786△θf（z）1 20.45569通道流体的普朗特数Pr0.86025958△θf（z）242.43867通道流体动力粘度μ（kg/(m.s)）8.8339E-05通道流体导热系数k（z）W/m*℃0.5616268通道流体的雷诺系数Re598677.597通道流体的表面换热系数h（z）（W/m2*℃）43223.0532第二个控制体出口处包壳外壁温tcs（z）324.7984963)假设内壁温为400℃一次迭代平均壁温tc（z）362.399248平均壁温tc（z）340.09979 Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)17.543223Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)17.323662第二个控制体的内壁温tci（z）355.401077第二个控制体的内壁温tci（z）355.78893 4)第一控制体出口处UO2表面温度tu（z）531.7640065）第一控制体出口处UO2芯块中心温度t0（z）/℃1192.92808第三控制体1）、热管中第三控制体的流体温度假设第三单元通道出口温度为320℃一次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg 6.1997793（1）、热管的平均比热容KJ/Kg6.0696692（2）、热管中的流体温度tf（z）315.728255（2）、热管中的流体温度tf（z）315.97231 2）单元通道当量直径（m）0.01177786△θf（z）1 32.64484通道流体的普朗特数Pr0.92438769△θf（z）231.08633通道流体动力粘度μ（kg/(m.s)）8.2176E-05通道流体导热系数k（z）W/m*℃0.5301876通道流体的雷诺系数Re643580.428通道流体的表面换热系数h（z）（W/m2*℃）44495.3775第三个控制体出口处包壳外壁温tcs（z）347.0444223)假设内壁温为400℃一次迭代平均壁温tc（z）373.522211平均壁温tc（z）372.0263 Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)17.6527397Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)17.638011第三个控制体的内壁温tci（z）397.008183第三个控制体的内壁温tci（z）397.04991 4)第三控制体出口处UO2表面温度tu（z）686.1568375）第三控制体出口处UO2芯块中心温度t0（z）/℃2051.39986第四控制体1）、热管中第四控制体的流体温度假设第四单元通道出口温度为340℃一次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg7.16272712（1）、热管的平均比热容KJ/Kg6.7175615（2）、热管中的流体温度tf（z）325.384424（2）、热管中的流体温度tf（z）326.0091 2）单元通道当量直径（m）0.01177786△θf（z）1 30.36766通道流体的普朗特数Pr0.99444497△θf（z）221.03882通道流体动力粘度μ（kg/(m.s)）7.7948E-05通道流体导热系数k（z）W/m*℃0.5075597通道流体的雷诺系数Re678484.749通道流体的表面换热系数h（z）（W/m2*℃）45752.298第四个控制体出口处包壳外壁温tcs（z）347.0195243)假设内壁温为500℃一次迭代平均壁温tc（z）423.509762平均壁温tc（z）370.26707 Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)18.1449171Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)17.62069第四个控制体的内壁温tci（z）393.514615第四个控制体的内壁温tci（z）394.89788 4)第四控制体出口处UO2表面温度tu（z）671.4170015）第四控制体出口处UO2芯块中心温度t0（z）/℃1956.78343第五控制体1）、热管中第五控制体的流体温度假设第五单元通道出口温度为340℃一次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg7.4679991（1）、热管的平均比热容KJ/Kg7.2215976（2）、热管中的流体温度tf（z）331.910203（2）、热管中的流体温度tf（z）332.11252 2）单元通道当量直径（m）0.01177786△θf（z）1 19.43856通道流体的普朗特数Pr 1.05789717△θf（z）2 14.68924通道流体动力粘度μ（kg/(m.s)）7.5165E-05通道流体导热系数k（z）W/m*℃0.4927871通道流体的雷诺系数Re703603.998通道流体的表面换热系数h（z）（W/m2*℃）46877.1022第五个控制体出口处包壳外壁温tcs（z）346.7965323)假设内壁温为500℃一次迭代平均壁温tc（z）423.398266平均壁温tc（z）362.04422Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)18.1438193Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)17.539727第五个控制体的内壁温tci（z）377.29191第五个控制体的内壁温tci（z）378.34221 4)第五控制体出口处UO2表面温度tu（z）559.6984995）第五控制体出口处UO2芯块中心温度t0（z）/℃1263.45229第六控制体1）、热管中第六控制体的流体温度假设第五单元通道出口温度为340℃一次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg7.65460435（1）、热管的平均比热容KJ/Kg7.4804987（2）、热管中的流体温度tf（z）334.283804（2）、热管中的流体温度tf（z）334.33446 2）单元通道当量直径（m）0.01177786△θf（z）1 7.233021通道流体的普朗特数Pr 1.08739845△θf（z）212.02782通道流体动力粘度μ（kg/(m.s)）7.4096E-05通道流体导热系数k（z）W/m*℃0.4872049通道出口流体的雷诺系数Re713754.06通道流体的表面换热系数h（z）（W/m2*℃）47398.807第六个控制体出口处包壳外壁温tcs（z）341.5670233)假设内壁温为400℃一次迭代平均壁温tc（z）370.783511平均壁温tc（z）347.47239Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)17.6257745Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)17.396253第五个控制体的内壁温tci（z）353.377753第五个控制体的内壁温tci（z）353.53358 4)第六控制体出口处UO2表面温度tu（z）421.7696095）第六控制体出口处UO2芯块中心温度t0（z）/℃615.602456根据以上数据有如下表：热管的平均比热容KJ/Kg热管控制体出口温度tf-out（z）单元通道当量控制体一 5.12077916296.50970.0117779控制体二 5.48517308304.34280.0117779控制体三 6.0771*******.95810.0117779控制体四 6.73658798325.98070.0117779控制体五7.2277598332.10730.0117779控制体六7.48204167334.3340.0117779通道流体导热系数k（z）W/m*℃制体出口处UO2表面温度tu（z）控制体一0.5333784397.0845控制体二0.5616268518.8563控制体三0.5301876662.7605控制体四0.5075597648.9643控制体五0.4927871544.4259控制体六0.4872049416.7646出口处UO2芯块中心温度t0（z）/℃控制体出口比焓h-out(J/Kg)控制体一652.6220491318.719控制体二1192.928081361.572控制体三2051.399861428.419控制体四1956.783431490.571控制体五1263.452291531.573控制体六615.6024561547.249六、热管中的q_(DNB,h)压力P（pa）饱和水比焓hfs当量直径De入口比焓值h-in（J/Kg）控制体一 1.55E+071629.85030.0117781296.805控制体二 1.55E+071629.85030.0117781318.7195控制体三 1.55E+071629.85030.0117781361.5718控制体四 1.55E+071629.85030.0117781428.4187控制体五 1.55E+071629.85030.0117781490.5714控制体六 1.55E+071629.85030.0117781531.5726七、DNBR的计算实际热流密度q（z）临界热流密度比DNBR控制体一433056.68714.99761控制体二884157.402 6.589741控制体三1452544.3 3.320509控制体四1389390.2 2.817061控制体五911223.445 3.656711控制体六342836.5449.038366八、计算热管中的压降平均壁温tw平均水温tf平均温度下动力粘度μf（kg/(m.s)）控制体一299.337324294.45489.07E-05控制体二315.536572300.42628.83E-05控制体三335.921459310.15048.45E-05控制体四347.031973320.96948.01E-05控制体五347.019524329.0447.66E-05控制体六344.293274333.22067.46E-05出口温度下动力粘度μf（kg/(m.s)）出口温度下动力粘度μw（kg/(m.s)）控制体一8.99E-058.61E-05控制体二8.68E-057.85E-05控制体三8.22E-05 6.83E-05控制体四7.79E-05 6.83E-05控制体五7.52E-05 6.83E-05控制体六7.4096E-057.03E-05控制体入口比体积m3/Kg 控制体入口密度ρ（Kg/m3）控制体出口比体积m3/Kg 控制体一0.00134837741.63650.0013632控制体二0.00136316733.59180.001394控制体三0.00139401717.35490.0014482控制体四0.00144817690.52890.0015068控制体五0.00150678663.66730.001551控制体六0.00155098644.7550.0015693各项压降：48262.1824744.9515820.6710195.25 定位格架∆Pgr(Pa)15442.53114465.6总压降∆P(Pa)：单向流体摩擦压降∆Pf(Pa)单向流体提升压降∆Pel(Pa)出口压降∆Pout(Pa)进口压降压降∆Pin(Pa)300.6300.7300.8300.9301301.1301.2301.3301.4301.5 5.494889 5.50098 5.507072 5.513164 5.519255 5.525347 5.531439 5.537535.543622 5.5497141.420564二次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg5.120779（2）、热管中的流体温度tf（z）296.5097二次迭代310.041517.02771318.2982平均壁温tc（z）Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)第一个控制体的内壁温tci（z）二次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg 5.485173（2）、热管中的流体温度tf（z）304.3428二次迭代平均壁温tc（z）340.2937 Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)17.32557第二个控制体的内壁温tci（z）355.7855二次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg 6.077103（2）、热管中的流体温度tf（z）315.9581三次迭代平均壁温tc（z）372.0472 Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)17.63822第三个控制体的内壁温tci（z）397.0493三次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg 6.736588（2）、热管中的流体温度tf（z）325.9807二次迭代平均壁温tc（z）370.9587 Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)17.6275第四个控制体的内壁温tci（z）394.8794三次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg7.22776（2）、热管中的流体温度tf（z）332.1073二次迭代平均壁温tc（z）362.5694Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)17.5449第五个控制体的内壁温tci（z）378.3329二次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg7.482042（2）、热管中的流体温度tf（z）334.334二次迭代平均壁温tc（z）347.5503Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)17.39702第六个控制体的内壁温tci（z）353.5331道当量直径（m）控制体出口流体的普朗特数Pr控制体出口流体动力粘度μf（kg/(m.s)）控制体流体的雷诺系数0.9163918.28E-05638895.40.860268.83E-05598677.60.9243888.22E-05598677.60.9944457.79E-05678484.71.0578977.52E-057036041.0873987.41E-05713754.1控制体的内壁温tci（z）出口表面换热系数h（z）（W/m2*℃）控制体出口处包壳外壁温tcs（z）44347.89306.2746318.298243223.05324.7985355.785544495.38347.0444394.8585 45752.3347.0195392.7102 46877.1347.0195376.3631 47398.81341.567353.5331饱和水比焓hs(J/Kg)饱和汽焓值hg(J/Kg)汽化潜热hfg(J/Kg)平衡含气量xe 1629.852596.217966.3664-0.32196 1629.852596.217966.3664-0.27762 1629.852596.217966.3664-0.20844 1629.852596.217966.3664-0.14413 1629.852596.217966.3664-0.1017 1629.852596.217966.3664-0.08548入口比焓值h-in（J/Kg）161652106494814161652105826368161652104823187161652103913996161652103332080161652103098682下动力粘度μf（kg/(m.s)）平均温度下动力粘度μw平均温度下的密度ρ（Kg/m3）平均温度下的比体积v（8.88E-05737.65150.0013568.23E-05725.63220.0013787.39E-05704.41310.001426.83E-05677.62610.0014766.83E-05654.50180.0015286.93E-05641.04680.00156下动力粘度μw（kg/(m.s)）出口温度下平均比体积m3/Kg控制体流体的雷诺系数Re摩擦阻力系数f0.001363638895.40.0109030.001394598677.60.0107050.001448598677.60.0101820.001507678484.70.0101860.0015517036040.010317临界热流密度q_(DNB,h)质量流密度G（Kg/h*m2）0.001569713754.10.010546控制体出口比体积m3/Kg控制体出口密度ρ（Kg/m3）提升压降∆Pel(Pa)733.59184409.457717.35494336.88690.52894208.165663.66734047.693644.7553910.875637.23963831.882301.6301.7301.8301.9302302.1302.2302.3302.4302.5 5.555805 5.561897 5.567989 5.57408 5.5801725.586264 5.592355 5.598447 5.604539 5.61063诺系数Re体积v（m3/Kg）摩擦压降∆Pf(Pa)7760.3857792.1447699.2528014.0878354.828641.496心温度t0（z）/℃302.6302.7302.8302.9303303.1303.2303.3303.4303.5 5.616722 5.622814 5.628905 5.634997 5.641089 5.64718 5.653272 5.659364 5.665455 5.671547303.6303.7303.8303.9304304.1304.2304.3304.4304.5 5.67764 5.68373 5.689822 5.695914 5.7020055.708097 5.714189 5.72028 5.726372 5.732464304.6304.7304.8304.9305305.1305.2305.3305.4305.5 5.738555 5.744647 5.750739 5.75683 5.7629225.769013 5.775105 5.781197 5.787288 5.79338。

反应堆热工分析课程设计

考虑到堆芯内组件布置的对称性，对称安排后应取 n=121。 5．求堆芯等效直径 Def
2 Def =
4nT 2
π
式中：T 为正方形组件每边长，m。设燃料组件无盒壁，考虑到装卸料的要求，组件间的水隙取为 0.8mm，即相邻组件的燃料棒中心距为
T 2 = (15 × 13.3 × 10−3 + 0.8 × 10−3 ) 2 = 0.04m 2
已知某压水堆采用水作冷却剂并兼作慢化剂，用 UO2 作燃料，用 Zr-4 作包壳材料。反应堆的输出热功率为 953MW，堆内冷却剂的工作压力 P 为 14.7MPa，堆芯进口处的冷却剂温度分别是 t f ,in 为 284 C ， t f ,ex 为 310 C ，冷却剂总流量 Wt 为 24.6 × 10 kg/h。燃料元件
3．求全堆燃料棒根数 N 为：
N=
取堆芯高度为 2.9m，有
N t Fu π d cs Lq
N=
953 × 106 × 0.974 = 2470 3.14 × 0.01× 2.9 × 0.42 × 106
4．确定堆芯燃料元件组件数 n 因为每个组件内燃料棒根数为 204，则
n=
N 24270 = 119 204 204
《核反应堆热工分析》课程设计
指
导
书
编写：苏光辉郭玉君审校：贾斗南
西安交通大学核科学与技术学院二零零六年十一月
1
一、概述
在利用核能作为能源的核动力装置中，反应堆及堆芯输热系统时将核能转变为其他形式能量的一个中间枢纽。因此，反应堆热工设计在整个核反应堆设计中占有极其重要的地位。反应堆热工设计的任务实设计出一个安全、可靠、经济的堆芯输热系统。做好反应堆热工设计并非易事，他涉及的面广，与许多方面的设计有关，如反应堆本体结构、堆物理、堆控制、堆材料及二回路系统等等。在进行堆芯输热系统的设计时，必须保证反应堆安全、可靠。为此，针对不同的堆型，预先制定了热工设计必须遵守的要求，在反应堆的整个运行寿期内，不论是处于稳态工况，还是处于预期的事故工况，反应堆的热工参数都必须满足这些要求。这些要求就是通常所讲的反应堆的热工设计准则。这些准则非常重要，它不断是热工设计的依据，也是安全保护系统设计的原始条件，而且也是制定运行规程的出发点。反应堆热工设计准则的内容，不仅随反应堆的堆型有关，而且随科学技术的发展，堆设计与运行经验的积累以及堆用材料性能和加工工艺等的改进而发生变化。目前，压水动力堆的稳态热工设计准则有： 1. 燃料元件外表面不允许发生沸腾临界。通常用 DNBR 来定量地表示这个限制条件。DNBR 是根据堆内某处燃料元件周围的冷却剂状态使用专门的计算公式而得到的临界热流密度与该处燃料元件表面的实际热流密度的比值。DNBR 随堆芯通道的长度是变化的，在整个堆芯内，DNBR 的最小值称为最小 DNBR，用 MDNBR 或 DNBRmin 表示。为了确保燃料元件不烧毁，当计算的最大热功率下， MDNBR 不应低于某一规定值。如果计算热流密度的公式没有误差，则当 MDNBR=1 时，表示燃料元件表面要发生沸腾临界。若该公式存在误差，则 MDNBR 就要大于 1。例如， W-3 公式的误差为 23%，所以当使用 W-3 公式计算 DNBR 时，就要求 MDNBR ≥ 1.3。 2. 燃料元件芯块最高温度应低于熔化温度。目前，压水堆大多采用 UO2 作为燃料。二氧化铀的熔点约为 2805 ±15 C ，经辐照后，其熔点会有所降低。燃耗每增加 10 兆瓦 i 日/吨铀，其熔点下降 32 C 。在通常所达到的燃耗深度下，熔点将降至 2650 C 左右。在稳态热工设计中，一般将燃料元件中心最高温度限制在 2200~2450 C 之间。 3. 在稳态额定工况下，要求在计算的最大热功率下，不发生流动不稳定性。对于压水堆，只要在堆芯最热通道出口附近冷却剂中的含气量不大于某一数值，就不会发生流动不稳定性。由于气冷堆不存在压水堆那样的燃料元件表面的沸腾临界问题，所以气冷堆的热工设计准则与压水堆有所不同。它主要要求燃料元件表面最高温度、中心最高温度以及燃料元件和结构部件的最大热应力不超过允许值。对于用水作冷却剂的生产堆，一般就把燃料元件包壳与水发生加速腐蚀时的包壳表面温

反应堆热工分析课程设计计算数据

在小范围内将Cp-t差值近似得出Cp如下：出口温度/℃300300.1300.2300.3300.4300.5比热容KJ/Kg 5.45833882 5.4644305 5.470522 5.476614 5.482705 5.4887971表二一、堆芯出口温度假设出口温度 320℃平均温度306.2比热容KJ/Kg#REF!某压水堆的冷却剂和慢化剂都是水，用UO2做燃料，用Zr-4做燃料包壳材料。

燃料组件无盒壁，燃料元件为棒状，采用正方形排列。

参数如下出口温度#REF!二、燃料棒热流密度、线功率三、平均管情况堆芯燃料棒总传热面积Fa(m2)4527.492884.0256204燃料棒表面平均热流q(W/m2)648832.385平均管的流速V（m/s） 6.2974765燃料棒最大热流密度q_max 1353302.15流体平均密度ρ（Kg/m3）713.03739燃料棒平均线功率q_l 19364.4706燃料棒最大限功率qlmax 40389.4446四、单元通道热管四根燃料元件组成的单元通道面积Ab(m2)8.7878E-05五、热管中的计算第一控制体1）、热管中第一控制体的流体温度假设第一单元通道出口温度为310℃一次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg 5.53143874（1）、热管的平均比热容KJ/Kg 5.1112529（2）、热管中的流体温度tf（z）296.204553（2）、热管中的流体温度tf（z）296.517322）单元通道当量直径（m）0.01177786通道流体的普朗特数Pr 0.91639073通道流体动力粘度μ（kg/(m.s)）8.2778E-059.7649903通道流体导热系数k（z）W/m*℃0.5333784△θf（z）1 249.946609通道流体的雷诺系数Re 638895.432通道流体的表面换热系数h （z）（W/m2*℃）44347.887第一个控制体出口处包壳外壁温tcs（z）306.2746493)假设内壁温为400℃一次迭代平均壁温tc（z）353.137324平均壁温tc（z）313.80832Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)17.4520301Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)17.064797第一个控制体的内壁温tci321.341991第一个控制体的内壁温tci（z）318.272114)第一控制体出口处UO2表面温度tu（z）404.4657295）第一控制体出口处UO2芯块中心温度t0（z）652.622049第二控制体1）、热管中第二控制体的流体温度堆芯内总流通面积Af(m2)△θf（z）1 热管四根燃料元件组成的单元通道流量Wh（t/h）假设第二单元通道出口温度为320℃一次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg5.96119496（1）、热管的平均比热容KJ/Kg5.4652516（2）、热管中的流体温度tf（z）303.717302（2）、热管中的流体温度tf（z）304.37136 2）单元通道当量直径（m）0.01177786△θf（z）1 20.45569通道流体的普朗特数Pr0.86025958△θf（z）242.43867通道流体动力粘度μ（kg/(m.s)）8.8339E-05通道流体导热系数k（z）W/m*℃0.5616268通道流体的雷诺系数Re598677.597通道流体的表面换热系数h（z）（W/m2*℃）43223.0532第二个控制体出口处包壳外壁温tcs（z）324.7984963)假设内壁温为400℃一次迭代平均壁温tc（z）362.399248平均壁温tc（z）340.09979 Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)17.543223Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)17.323662第二个控制体的内壁温tci（z）355.401077第二个控制体的内壁温tci（z）355.78893 4)第一控制体出口处UO2表面温度tu（z）531.7640065）第一控制体出口处UO2芯块中心温度t0（z）/℃1192.92808第三控制体1）、热管中第三控制体的流体温度假设第三单元通道出口温度为320℃一次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg 6.1997793（1）、热管的平均比热容KJ/Kg6.0696692（2）、热管中的流体温度tf（z）315.728255（2）、热管中的流体温度tf（z）315.97231 2）单元通道当量直径（m）0.01177786△θf（z）1 32.64484通道流体的普朗特数Pr0.92438769△θf（z）231.08633通道流体动力粘度μ（kg/(m.s)）8.2176E-05通道流体导热系数k（z）W/m*℃0.5301876通道流体的雷诺系数Re643580.428通道流体的表面换热系数h（z）（W/m2*℃）44495.3775第三个控制体出口处包壳外壁温tcs（z）347.0444223)假设内壁温为400℃一次迭代平均壁温tc（z）373.522211平均壁温tc（z）372.0263 Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)17.6527397Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)17.638011第三个控制体的内壁温tci（z）397.008183第三个控制体的内壁温tci（z）397.04991 4)第三控制体出口处UO2表面温度tu（z）686.1568375）第三控制体出口处UO2芯块中心温度t0（z）/℃2051.39986第四控制体1）、热管中第四控制体的流体温度假设第四单元通道出口温度为340℃一次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg7.16272712（1）、热管的平均比热容KJ/Kg6.7175615（2）、热管中的流体温度tf（z）325.384424（2）、热管中的流体温度tf（z）326.0091 2）单元通道当量直径（m）0.01177786△θf（z）1 30.36766通道流体的普朗特数Pr0.99444497△θf（z）221.03882通道流体动力粘度μ（kg/(m.s)）7.7948E-05通道流体导热系数k（z）W/m*℃0.5075597通道流体的雷诺系数Re678484.749通道流体的表面换热系数h（z）（W/m2*℃）45752.298第四个控制体出口处包壳外壁温tcs（z）347.0195243)假设内壁温为500℃一次迭代平均壁温tc（z）423.509762平均壁温tc（z）370.26707 Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)18.1449171Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)17.62069第四个控制体的内壁温tci（z）393.514615第四个控制体的内壁温tci（z）394.89788 4)第四控制体出口处UO2表面温度tu（z）671.4170015）第四控制体出口处UO2芯块中心温度t0（z）/℃1956.78343第五控制体1）、热管中第五控制体的流体温度假设第五单元通道出口温度为340℃一次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg7.4679991（1）、热管的平均比热容KJ/Kg7.2215976（2）、热管中的流体温度tf（z）331.910203（2）、热管中的流体温度tf（z）332.11252 2）单元通道当量直径（m）0.01177786△θf（z）1 19.43856通道流体的普朗特数Pr 1.05789717△θf（z）2 14.68924通道流体动力粘度μ（kg/(m.s)）7.5165E-05通道流体导热系数k（z）W/m*℃0.4927871通道流体的雷诺系数Re703603.998通道流体的表面换热系数h（z）（W/m2*℃）46877.1022第五个控制体出口处包壳外壁温tcs（z）346.7965323)假设内壁温为500℃一次迭代平均壁温tc（z）423.398266平均壁温tc（z）362.04422Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)18.1438193Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)17.539727第五个控制体的内壁温tci（z）377.29191第五个控制体的内壁温tci（z）378.34221 4)第五控制体出口处UO2表面温度tu（z）559.6984995）第五控制体出口处UO2芯块中心温度t0（z）/℃1263.45229第六控制体1）、热管中第六控制体的流体温度假设第五单元通道出口温度为340℃一次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg7.65460435（1）、热管的平均比热容KJ/Kg7.4804987（2）、热管中的流体温度tf（z）334.283804（2）、热管中的流体温度tf（z）334.33446 2）单元通道当量直径（m）0.01177786△θf（z）1 7.233021通道流体的普朗特数Pr 1.08739845△θf（z）212.02782通道流体动力粘度μ（kg/(m.s)）7.4096E-05通道流体导热系数k（z）W/m*℃0.4872049通道出口流体的雷诺系数Re713754.06通道流体的表面换热系数h（z）（W/m2*℃）47398.807第六个控制体出口处包壳外壁温tcs（z）341.5670233)假设内壁温为400℃一次迭代平均壁温tc（z）370.783511平均壁温tc（z）347.47239Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)17.6257745Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)17.396253第五个控制体的内壁温tci（z）353.377753第五个控制体的内壁温tci（z）353.53358 4)第六控制体出口处UO2表面温度tu（z）421.7696095）第六控制体出口处UO2芯块中心温度t0（z）/℃615.602456根据以上数据有如下表：热管的平均比热容KJ/Kg热管控制体出口温度tf-out（z）单元通道当量控制体一 5.12077916296.50970.0117779控制体二 5.48517308304.34280.0117779控制体三 6.0771*******.95810.0117779控制体四 6.73658798325.98070.0117779控制体五7.2277598332.10730.0117779控制体六7.48204167334.3340.0117779通道流体导热系数k（z）W/m*℃制体出口处UO2表面温度tu（z）控制体一0.5333784397.0845控制体二0.5616268518.8563控制体三0.5301876662.7605控制体四0.5075597648.9643控制体五0.4927871544.4259控制体六0.4872049416.7646出口处UO2芯块中心温度t0（z）/℃控制体出口比焓h-out(J/Kg)控制体一652.6220491318.719控制体二1192.928081361.572控制体三2051.399861428.419控制体四1956.783431490.571控制体五1263.452291531.573控制体六615.6024561547.249六、热管中的q_(DNB,h)压力P（pa）饱和水比焓hfs当量直径De入口比焓值h-in（J/Kg）控制体一 1.55E+071629.85030.0117781296.805控制体二 1.55E+071629.85030.0117781318.7195控制体三 1.55E+071629.85030.0117781361.5718控制体四 1.55E+071629.85030.0117781428.4187控制体五 1.55E+071629.85030.0117781490.5714控制体六 1.55E+071629.85030.0117781531.5726七、DNBR的计算实际热流密度q（z）临界热流密度比DNBR控制体一433056.68714.99761控制体二884157.402 6.589741控制体三1452544.3 3.320509控制体四1389390.2 2.817061控制体五911223.445 3.656711控制体六342836.5449.038366八、计算热管中的压降平均壁温tw平均水温tf平均温度下动力粘度μf（kg/(m.s)）控制体一299.337324294.45489.07E-05控制体二315.536572300.42628.83E-05控制体三335.921459310.15048.45E-05控制体四347.031973320.96948.01E-05控制体五347.019524329.0447.66E-05控制体六344.293274333.22067.46E-05出口温度下动力粘度μf（kg/(m.s)）出口温度下动力粘度μw（kg/(m.s)）控制体一8.99E-058.61E-05控制体二8.68E-057.85E-05控制体三8.22E-05 6.83E-05控制体四7.79E-05 6.83E-05控制体五7.52E-05 6.83E-05控制体六7.4096E-057.03E-05控制体入口比体积m3/Kg 控制体入口密度ρ（Kg/m3）控制体出口比体积m3/Kg 控制体一0.00134837741.63650.0013632控制体二0.00136316733.59180.001394控制体三0.00139401717.35490.0014482控制体四0.00144817690.52890.0015068控制体五0.00150678663.66730.001551控制体六0.00155098644.7550.0015693各项压降：48262.1824744.9515820.6710195.25 定位格架∆Pgr(Pa)15442.53114465.6总压降∆P(Pa)：单向流体摩擦压降∆Pf(Pa)单向流体提升压降∆Pel(Pa)出口压降∆Pout(Pa)进口压降压降∆Pin(Pa)300.6300.7300.8300.9301301.1301.2301.3301.4301.5 5.494889 5.50098 5.507072 5.513164 5.519255 5.525347 5.531439 5.537535.543622 5.5497141.420564二次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg5.120779（2）、热管中的流体温度tf（z）296.5097二次迭代310.041517.02771318.2982平均壁温tc（z）Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)第一个控制体的内壁温tci（z）二次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg 5.485173（2）、热管中的流体温度tf（z）304.3428二次迭代平均壁温tc（z）340.2937 Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)17.32557第二个控制体的内壁温tci（z）355.7855二次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg 6.077103（2）、热管中的流体温度tf（z）315.9581三次迭代平均壁温tc（z）372.0472 Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)17.63822第三个控制体的内壁温tci（z）397.0493三次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg 6.736588（2）、热管中的流体温度tf（z）325.9807二次迭代平均壁温tc（z）370.9587 Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)17.6275第四个控制体的内壁温tci（z）394.8794三次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg7.22776（2）、热管中的流体温度tf（z）332.1073二次迭代平均壁温tc（z）362.5694Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)17.5449第五个控制体的内壁温tci（z）378.3329二次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg7.482042（2）、热管中的流体温度tf（z）334.334二次迭代平均壁温tc（z）347.5503Zr-4导热系数k(z)(W/m2*℃)17.39702第六个控制体的内壁温tci（z）353.5331道当量直径（m）控制体出口流体的普朗特数Pr控制体出口流体动力粘度μf（kg/(m.s)）控制体流体的雷诺系数0.9163918.28E-05638895.40.860268.83E-05598677.60.9243888.22E-05598677.60.9944457.79E-05678484.71.0578977.52E-057036041.0873987.41E-05713754.1控制体的内壁温tci（z）出口表面换热系数h（z）（W/m2*℃）控制体出口处包壳外壁温tcs（z）44347.89306.2746318.298243223.05324.7985355.785544495.38347.0444394.8585 45752.3347.0195392.7102 46877.1347.0195376.3631 47398.81341.567353.5331饱和水比焓hs(J/Kg)饱和汽焓值hg(J/Kg)汽化潜热hfg(J/Kg)平衡含气量xe 1629.852596.217966.3664-0.32196 1629.852596.217966.3664-0.27762 1629.852596.217966.3664-0.20844 1629.852596.217966.3664-0.14413 1629.852596.217966.3664-0.1017 1629.852596.217966.3664-0.08548入口比焓值h-in（J/Kg）161652106494814161652105826368161652104823187161652103913996161652103332080161652103098682下动力粘度μf（kg/(m.s)）平均温度下动力粘度μw平均温度下的密度ρ（Kg/m3）平均温度下的比体积v（8.88E-05737.65150.0013568.23E-05725.63220.0013787.39E-05704.41310.001426.83E-05677.62610.0014766.83E-05654.50180.0015286.93E-05641.04680.00156下动力粘度μw（kg/(m.s)）出口温度下平均比体积m3/Kg控制体流体的雷诺系数Re摩擦阻力系数f0.001363638895.40.0109030.001394598677.60.0107050.001448598677.60.0101820.001507678484.70.0101860.0015517036040.010317临界热流密度q_(DNB,h)质量流密度G（Kg/h*m2）0.001569713754.10.010546控制体出口比体积m3/Kg控制体出口密度ρ（Kg/m3）提升压降∆Pel(Pa)733.59184409.457717.35494336.88690.52894208.165663.66734047.693644.7553910.875637.23963831.882301.6301.7301.8301.9302302.1302.2302.3302.4302.5 5.555805 5.561897 5.567989 5.57408 5.5801725.586264 5.592355 5.598447 5.604539 5.61063诺系数Re体积v（m3/Kg）摩擦压降∆Pf(Pa)7760.3857792.1447699.2528014.0878354.828641.496心温度t0（z）/℃302.6302.7302.8302.9303303.1303.2303.3303.4303.5 5.616722 5.622814 5.628905 5.634997 5.641089 5.64718 5.653272 5.659364 5.665455 5.671547303.6303.7303.8303.9304304.1304.2304.3304.4304.5 5.67764 5.68373 5.689822 5.695914 5.7020055.708097 5.714189 5.72028 5.726372 5.732464304.6304.7304.8304.9305305.1305.2305.3305.4305.5 5.738555 5.744647 5.750739 5.75683 5.7629225.769013 5.775105 5.781197 5.787288 5.79338。

核反应堆热工分析(热工部分)

分
调节棒
调节棒是用于反应堆正常运行时功率的调节
分
控制棒
类
布
的
因水隙及空泡
素
补偿棒
补偿棒是用于抵消寿期初大量的剩余反应性的
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二 2.堆芯功率的分布及其影响因素
(r,
z)
0
J0
(2.405
r Re
)
cos
z
LRe
外推半径：Re R R R 0.71tr 外推高度：LRe LR 2LR LR 1.42tr
堆芯的释热率分布
qv
(r,
z)
qv,max
J0
(2.405
r Re
) cos
z
LRe
堆芯最大体积释热率
qv,max Fa E f N f 0
当忽略外推长度时，上式积分项
J1（0）=0，J1（2.405）=0.519，因而上式积分结果为ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ.2158R2
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二 2.堆芯功率的分布及其影响因素
因此，
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二 2.堆芯功率的分布及其影响因素
均匀装载燃料方案：
早期的压水堆采用此方案
优点：装卸料方便
缺点：功率分布过于不平均，平均燃耗低
二 1.核裂变产生能量及其分布
裂变碎片的动能约占总能量的 84%
裂变能的绝大部分在燃料元件内转换为热能，少量在慢化剂内释放，通常取 97.4% 在燃料元件内转换为热能
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二 1.核裂变产生能量及其分布
不同核素所释放出来的裂变能量是有差异的，一般认为取
E f 200MeV
核科学与技术学院

热工分析课程设计

课程设计报告( 2016 -- 2017 年度第二学期)名称：核反应堆热工分析课程设计题目：利用单通道模型进行反应堆稳态热工设计院系：核科学与工程学院班级：核电1403班学号：1141440314学生姓名：李铖指导教师：王升飞、李向宾设计周数：1周成绩：日期：2017年06月23日目录一、课程设计的目的与要求 ................................................................................................................................... 1 二、设计任务（设计题目） ................................................................................................................................. 2 三、设计正文（详细的计算过程、计算结果及分析）. (2)1.基本参数的确定： ........................................................................................................................................ 22.计算最大热流密度 ........................................................................................................................................ 33.求堆芯等效直径efD (3)4.热管半高度处水的比焓)2(L h ：（根据表5-1取08.1=∆EH F ) (3)5.热管半高度处冷却剂流速 ............................................................................................................................ 46.计算热管半高度处燃料元件表面与冷却剂间的对流换热系数h ............................................................. 47.计算燃料元件表面的最高温度max ,cs t .......................................................................................................... 58.燃料元件包壳内表面最高温度max,ci t (6)9.燃料芯块表面最高温度max,u t (6)10.计算燃料芯块的中心最高温度max,0t (7)11.数据检验过程 .............................................................................................................................................. 7 四、课程设计总结或结论 ....................................................................................................................................... 8 附录（设计流程图、程序、表格、数据等） . (9)设计流程图 ....................................................................................................................................................... 9 程序设计 (10)一、课程设计的目的与要求反应堆热工设计的任务就是要设计一个既安全可靠又经济的堆芯输热系统。