核反应堆热工分析课程设计报告书详细过程版本教材
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。
核反应堆热工分析课程设计报告书详细过程版本教材
课程设计报告( 20 13 -- 2014 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：实践核1101班学号：1111440306学生姓名：蒋佳指导教师：王胜飞设计周数：1周成绩：日期：2014 年 6 月19 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
核反应堆热工分析
核科学与技术学院
2 堆芯功率的分布及其影响因素
轻水作慢化剂的堆芯中，水隙的存在引起附加慢化作 用，使该处的中子通量上升，提高水隙周围元件的功 率，增大了功率分布的不均匀程度
影
响
燃料布置
功
率
分
控制棒
布
的
因 水隙及空泡
素
克服办法：采用棒束型控制棒组件
核科学与技术学院
2 堆芯功率的分布及其影响因素
轻水作慢化剂的堆芯中，水隙的存在引起附加慢化作 用，使该处的中子通量上升，提高水隙周围元件的功 率，增大了功率分布的不均匀程度
整个堆芯的 热功率
计入位于堆 芯之外的反 射层、热屏 蔽等的释热 量
R f N f 正比 Nc 1.60211010 Fa Ef N f Vc
qv Fa E f N f
Nt Nc / Fa (qvVc )106 / Fa
106 E f N f Vc
核科学与技术学院
2 堆芯功率的分布及其影响因素
核科学与技术学院
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
核科学与技术学院
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
Ef 200MeV
核科学与技术学院
2 堆芯功率的分布及其影响因素
非均匀堆栅阵
用具有等效截面的圆来代替原来的正方形栅元 假设热中子仅在整个慢化剂内均匀产生
运用扩散理论，燃料元件内热中子通量分布的表达式：
AI0 (K0r)
若燃料棒表面处的热中子通量为 ，则在 s s，则：
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?
#NAME?
#NAME?
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?
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#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)。
核电厂系统与设备第二版课程设计
核电厂系统与设备第二版课程设计一、课程设计目的本课程设计主要是为了使学生深入了解核电厂系统与设备的原理、结构和工作原理，培养学生的实践能力，为将来从事相关工作提供基础知识和技能。
二、课程设计内容1. 系统概述介绍核电厂系统概述，包括核反应堆系统、内部循环系统、热力系统、冷却系统、辅助系统等内容。
2. 核反应堆系统详细介绍核反应堆的原理、结构、工作原理和安全措施，包括输入输出控制、负反馈控制、温度变化控制等技术。
3. 内部循环系统介绍内部循环系统的原理、结构、工作原理和关键技术，以及系统设计、运行和维护中的注意事项。
4. 热力系统介绍热力系统的概念、原理、结构和运行原理，包括其与核反应堆系统、内部循环系统等其他系统之间的关联性。
5. 冷却系统该模块主要介绍冷却系统的原理、结构、工作原理和冷却技术。
主要包括冷却剂流动特性、储存技术、储存设备和储运安全问题。
6. 辅助系统介绍核电厂辅助系统的原理、结构、工作原理和技术，主要包括变压器、燃料加注系统、消防系统、氧气系统、防辐射控制系统和安全保护系统等方面。
三、课程设计要求1. 学习方法本课程设计采用多种教学方法，如课堂讲授、案例分析、实验操作和模拟演练等。
2. 设计要求本次课程设计要求学生独立完成课程设计，并在规定的时间内提交课程设计报告，其中应包括设计说明、方案、图纸、流程图和技术参数等内容。
3. 实践环节本课程设计还要求学生在实验室中进行实验操作，学生应熟练掌握实验操作技能，加强对核电厂系统与设备的理解和认识。
4. 安全要求本课程设计涉及到核能问题和辐射问题，教师和学生必须严格遵守安全规定，注意安全保护，确保实验室环境安全。
四、课程设计结果评估本次课程设计将考核学生的实践操作能力、设计能力、文献查阅能力和课程理解能力等方面，评估结果将影响学生最终的成绩。
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。
大学精品课件：核反应堆热工分析(压水堆结构概述)
• 喷淋系统：位于稳压器顶部，包
括主喷淋和辅助喷淋，用于减缓系 统热冲击、水温均匀及化学浓度、 降低系统压力；
• 电加热器：直接浸没的直套管式
电加热器，用于升高压力；
• 安全阀组：安装于稳压器顶部，
由保护阀与隔离阀组成；
• 测量仪表：主要用于水位检测与
显示；
核科学与技术学院
反应堆冷却剂泵
• 水力机械部分：泵体、热屏组件、
路具有放射性，管板与U形管属于冷却 剂压力边界；
• 排污与给水：防止各种杂质高度浓
缩以及一回路向二回路泄漏，确保正 常工况与特殊工况的给水要求；
• 水位控制及相关测量：水位测量
及调整、给水流量、蒸汽流量、蒸汽 压力等信号测量；
核科学与技术学院
压力壳——Mn-Mo-Ni低合金碳钢； 燃料——二氧化铀； 包壳——锆-4合金（Zr-4）； 控制棒——银-铟-镉合金/316，304不锈钢（Ag-In-
temperature
• 120–400 MWe
• 15–30 year core life
• Cartridge core for regional fuel processing
(LFR)
Benefits
• Proliferation resistance of long-life cartridge core
英国建造32MWe原型堆，1976-1988年，运行的AGR共有14座， 8.9GW，由于受到CO2与不锈钢元件包壳材料化学相容性的限制 (690℃ )，使出口温度难以进一步提高，再加上功率密度低、燃耗低的 限制，使其仍难以和压水堆在经济上竞争；
• 高温气冷堆：采用90％以上的浓缩铀，全陶瓷燃料元件及堆芯，采
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。
核反应堆热工分析课设
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。
⽬前，压⽔堆⼤多采⽤UO2作为燃料。
核反应堆热工水力课程设计报告书
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P15.8M 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 1.33 轴向核热管因子 1.520 热流量核热点因子= 2.022 热流量工程热点因子 1.03 焓升工程热点因子(未计入交混因子) 1.142 交混因子0.95 焓升核热管因子= 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）按流体平均温度以及压力由表中查得。
核反应堆热工水力分析课程设计
临界热流密DNBR 把握体DNBR度 qDNB10＾6 单位六．计算结果分析：计算结果误差分析：由于承受的是 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、包壳外表温度、芯块中心温度随轴向的分布如下：把握体为6 个：表1 各温度的汇总表种温度把握体各流体出口温度单位(℃)流体出口比焓〔kJ/kg〕出口处的包壳外壁温度单出口处的包壳内壁温度单位℃出口处的uo2 芯块外外表温度单位℃燃料芯块的中心最高温度单堆芯高度L/m位℃位℃第一把握体291.54 1292.1 303.25 303.95 372.25 550 0.61 其次把握体301.29 1343.9 325.71 327.21 472.35 953 1.22 第三把握体315.38 1424.5 348.32 350.42 563.86 1411 1.83 第四把握体330.13 1517.2 348.34 350.44 572.41 1469 2.44 第五把握体339.21 1582.1 348.11 349.41 486.01 939 3.05 第六把握体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W/m2第一把握体15.6 5.3其次把握体 6.5 4.7第三把握体 3.7 3.9第四把握体 2.7 3第五把握体 3.5 2.4第六把握体 6 2焓 比〕 口g 出/ k 体k J 流〔 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 00.611.221.832.443.053.66堆芯高度L/m360 〕壳℃ 包〔 的度处温口面出壁 外 340 320 3002800.61 1.221.832.443.05 3.66堆芯高度L/m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渐渐上升，到最终一个把握体的末尾， 也就是堆芯出口处，到达最大值。
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
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核反应堆热工分析课程设计
2.计算堆芯出口温度（平均管）℃出口温度℃进出口温度平均值℃313300 325.2113135306.1056567324.1126955305.5563478324.2170398305.6085199324.2071793计算堆芯出口温度（平均管）3.燃料元件表面热流密度3.燃料元件表面热流密度堆芯找总传热面积F总表面平均热流密度q平均燃料棒表面最大热流密度q max平均线功率ql平均最大线功率ql，max4.平均管情况堆芯总流通面积Af平均密度ρf平均管的流速V5.热管流量通道截面积Ab热管通道内流量Wh6.热管中的计算6.1热管中的流体温度与出口包壳外壁温度π的值取： 3.141592654设中间变量K,有Tfh=Tfin+K*i/Cp则K的值是：53.20947968入口的温度T0287控制体10.49出口温度℃进出口温度平均值℃305296 291.8677009289.4338505292.020934289.510467292.020*******.5102843控制体2 1.04出口温度℃进出口温度平均值℃300296.0102843 302.4264044297.2234865302.300162297.1603653302.3028651297.1617168控制体3 1.5出口温度℃进出口温度平均值℃315308.6514325 316.3405646309.3217149316.2884384309.2956518316.2904793309.2966722控制体4 1.52出口温度℃进出口温度平均值℃330323.1452396329.1687983322.7296388329.2146074322.7525433329.2120963322.7512878控制体50.96出口温度℃进出口温度平均值℃340334.6060482 336.3835807332.7978385336.561608332.8868521336.5531338332.8826151控制体60.49出口温度℃进出口温度平均值℃350343.2765669 339.6501479338.1016408340.0167062338.28492340.0054583338.279296340.005805338.27946946.2出口包壳内壁温度和UO2外表面温度，UO2中心温度。
核反应堆物理分析课程设计
课程设计报告( 2009 -- 2010 年度第2学期)名称：核反应堆物理分析题目：核反应堆设计院系：能源与动力工程班级：热能0605学号：**********学生姓名：***指导教师：**设计周数：1周成绩：日期：2009年7 月2日一、 课程设计的目的与要求设计一个带有反射层的球形堆，芯部半径为R ，带有厚度为T （包括外推距离）的反射层，根据含有反射层的单群扩散理论，解出在T 取特定值时R 的值以及T 与R 的关系。
二、设计内容1. 带有反射层的球形堆临界理论对于任意系统，都可以写出它的稳态单群扩散方程如下：▽2φc (r)+B c 2φc (r) = 0 (1)其中 B c2=（k ∞/k-1）/L c2根据中子通量密度在堆内处处为有限值，且种子通量密度为正得条件，得到芯部方程（1）的解为：φc (r)=Asin(B c *r)/r由于反射层是非增值介质，所以在方程中不出现中子源项，得到其中子扩散方程为：▽2φc (r) - k r 2φc (r) = 0 , 其中k r 2=1 / L r 2(2)得到（2）的解为：φr (r)= C ＇sinh(k r *r)/r + A ＇cosh(k r *r)/r (3)此解要满足在反射层的外推边界r = R + T 处中子通量密度为了零的条件，由此：A ＇= -C ＇tanh[k r (R+r)]将代入(3)式可以求出：φr (r)= Csinh[k r (R+T-r)]/r芯部及反射层稳态单群扩散方程的边界条件为：φc =φr (4) D c φ＇c = D r φ＇r (5)方程中有两个常数A 和C ，他们之间关系可有芯部与反射层交界面r=R 处边界条件确定。
Asin(B c *R)/R = Csinh(k r *T)/R D c A[B c cos(B c *R)/R-sin(B c *R)/R2] =D r C[-k r cosh(k r *T)/R-1/R2sinh(k r *T)]将以上两式相除得到：D c[1- B c Rcot(B c*R)] = D r[1+ Rcoth(T/Lr)/L r] (6)方程(6)就是带有反射层的球形反应堆的单群临界方程对于修正单群理论。
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。
核反应堆热工分析课程设计剖析
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。
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华蛀也力*孑课程设计报告（20 13 -- 2014 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：_____________________ 班级：实践核1101班 _______________________学号：1111440306 _______________________学生姓名：_____________________指导教师：_____________________设计周数：________________________成绩：________________________日期：2014 年6月19日、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。
热工课程设计主要是为了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。
通过本课程设计，达到以下目的：1、深入理解压水堆热工设计准则;2、深入理解单通道模型的基本概念、基本原理。
包括了平均通道（平均管）、热通道（热管）、热点等在反应堆设计中的应用；3、掌握堆芯焓场的计算并求出体现在反应堆安全性的主要参数：烧毁比DNBR最小烧毁比 MDNBR 燃料元件中心温度及其最高温度，包壳表面温度及其最高温度等；4、求出体现反应堆先进性的主要参数：堆芯流量功率比，堆芯功率密度，燃料元件平均热流密度（热通量），最大热流密度，冷却剂平均流速，冷却剂出口温度等；5、掌握压降的计算;6、掌握单相及沸腾时的传热计算。
7、理解单通道模型的编程方法。
课程设计要求：1•设计时间为一周；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。
课程设计的考核方式：1、报告一份；2、计算程序及说明一份；3、答辩。
二、设计任务（设计题目）探求某情况下压水堆核电站对应的热工参数。
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，已知参数如表一所示：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：表一堆芯归一化功率分布（轴向等分3个控制体）表一某压水反应堆的热工参数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）1tf ' （tf,intf ,out ）CP 按流体平均温度2以及压力由表中查得。
1.2燃料表面平均热流密度q式中F 总为堆芯燃料棒的总传热面积燃料棒表面最大热流密度q max燃料棒平均线功率q iW/m1.3平均管的情况平均管的流速VV fW( 1-)n o 为燃料组件内正方形排列时的每一排（列）的燃料元件数式中，堆芯内总流通面积A 』.（rv 叽p 2蔦d ； m 4(n °.s)-t f ,outtf ,inFa .Nt W .(1 - ).Cpq = Fa.Nt / F 总W/m 2F 总=mn . d es L .m 2N Eqm ax~q.F q Fqw/m 2q 「d es LV .d es燃料棒最大线功率qi,maxqi, mN Eq i.Fq. Fqw/mm/s—— 1 f二——°由压力以及流体的平均温度t f查表得到：V f1.4为简化计算起见，假定热管内的流体流速 V h 和平均管的V 相同。
降相等来求。
热管内的流体流速要小一些)。
则V h =V 同样，热管四根燃料元件组成的单元通道内的流量(2)第一个控制体出口处的包壳外壁温度if h Z二 t f ,h zu =h⑺De= o.o23Re 0.8 Pr 0.4式中：h(z)可以用k(z)来求。
式中:(实际上，应该按照压：d 2d cs 4 cs1.5热管中的计算(按一个单元通道计算)(1) 热管中的流体温度.q”FR. F 「H F.：H口 …dA b =S 2tf,h Z 厂t f in ,Z。
⑵d Z"t f ,h ZN Eq.F q .F q +)h(z)所以,h(z) =O.O23Re 0.Pr也D eR e=G.D e W h D e[1 D e4( S 2- ■ : 2dCS ) 4:d U(z )和Pr 数根据流体的压力好温度由表查得。
(k=X流体的k(z)、如果流体已经达到过冷沸腾，用 Jen s-Lottes 公式:传热系数)式中：Zr-4 的 k c"00547「8 t c3213.81t c2 c S z ci t z(4)第一个控制体出口处的UO 2芯块外表面温度q.F R NF qE ® (Z) t = t R3_u，hz恥zd . d.h g 2 g(5)第一个控制体出口处的UO 2芯块中心温度 用积分热导求解的方法，即N E ： IRFq . ' Z丿心t dt —k u t dt ------- -/兀其他2个控制体的计算方法相同，重复上述过程即可。
Ff, h( z)△ 9仁h z2t w - t s f, A ef，hZ2时, =25q.F, . z F qE106h zt - ts0.25t f/S!q.F 「¥(Z)F q E'0.25用前面的式子f ,h z2时，用 当(3)第一个控制体出口处的包壳内壁温度t ,c stc j (h )z106■-■-f,hz 2代替宀f,h z二 tcs,h z2 二 k C z一上e®pt s-t f,hzd csd ciW/m. C711.6热管中的qD N B ，hZ用w-3公式计算，同样对3个控制体都算1.7DNBR 的计算1.8计算热管中的压降 1.9单相流体的摩擦压降D e G 2vD e式中:单相流体加速压降:进口:其中，比容V 按相应的流体压力和温度，由表查得。
—2定位格架出口压降:grgrgrVG 2- V outkgrV inDNBRqDNB,h zqDNB,h z「qF N .F q E . zf. r0. 3 16 i Re 0.250 6w < f 丿单相流体提升压降：.g 丄：?in+ P out2.g.L 局部压降，出口:P outkoutV o./ 'out V outoutG 2v °ut2P ink inin Vink inG 2V・iniso2•计算结果1)流体堆芯出口温度t f,out = 344.0019 C；2)燃料棒表面平均热流密度q=8.0505e+005w;3)燃料棒表面最大热流密度q max= 1.7105e+006w ；4)燃料棒平均线功率G= 2.4027e+004w/m ；5)燃料棒最大线功率q i,max = 5.1049e+004w/m；6)热管平均温度t f =316.0009 C；7)第一控制体出口流体温度t f,h(L1) =299.9305 C；8)第一控制体出口处的包壳外壁温t cs,h(L1) =330.1578 C；9)第一控制体出口处的包壳内壁温t ci,h(L1)= 338.8008C；10)第一控制体出口处的芯块外表面温度t u,h( L1) = 517.2810 C；11)第一控制体出口处的芯块中心温度t o,h(L1)= 1.0629e+003C；12)热管中的q DNB,h(L1)=5.5524e+006w ；13)DNBR(L1)=6.200114)第二控制体出口流体温度t f,h(L2) =320.6601 T；15)第二控制体出口处的包壳外壁温t cs,h (L2) =348.6468 C；16)第二控制体出口处的包壳内壁温t ci,h(L2)=364.3162 C；17)第二控制体出口处的芯块外表面温度t u,h( L2) =698.9667 C；18)第二控制体出口处的芯块中心温度t o,h (L2)=2.0864e+003 C；19)热管中的q DNB,h(L2)=5.0732e+006w ；20)DNBR(L2)=3.021321)第三控制体出口流体温度t f,h (L3) =329.4185C；22)第三控制体出口处的包壳外壁温t cs,h (L3) =349.2588 C；23)第三控制体出口处的包壳内壁温t ci,h (L3)=356.6231 C；24)第三控制体出口处的芯块外表面温度t u,h( L3) =512.7934 C；25)第三控制体出口处的芯块中心温度(t o,h L3)=1.0407e+003 C；26)热管中的q DNB,h(L3)=4.3073e+006w ；27)DNBR(L3)=5.496928）单相流体的摩擦压降P f =2.3180e+004Pa29）单相流体加速压降：P a=0Pa30）单相流体提升压降P ei =2.4742e+004Pa31）堆芯出口局部压降:P out =6.9301e+003Pa32）堆芯进口局部压降P n =4.2641e+003Pa33）定位格架出口压降：Fg r =6.6232e+003 Pa34）总的压降P=6.5739e+004Pa3.计算结果分析计算结果误差分析：由于采用的是W-3公式，并且基本没引入对应的修正因子。