反应堆热工第2章概述.pptx

第2章 堆的热源及分布;思考;裂变→热功率→传热 冷却→发电→效益 为了计算堆内的温度分布和输出堆内产生的热量，首先必须了解堆内热源的由来及其分布 堆内热源的分布取决于堆的具体设计，即堆的类型、堆芯的形状以及堆内燃料、控制棒、慢化剂、冷却剂、反射层等的布置 ;2-1 核裂变产生的能量及其分布 ;堆的热源来自核裂变释放的能量，每次裂变释放出来的总能量平均值约200MeV。;;;2-2 堆芯功率的分布及其影响因素 ;裂变率（fission rate） 在单位时间(1s)单位体积(1cm3)燃料内， 发生的裂变次数： Φ ——中子通量，中子/（厘米2·秒） σf ——微观裂变截面，厘米2 Ｎ ——可裂变核子的密度，核／厘米3 ∑f ——宏观裂变截面，厘米-1 ;体积释热率 （volumetric heat generation rate） 单位时间、单位体积内释放的热能的度量，也称为功率密度。要注意的是，体积释热率指的是已经转化为热能的能量，并不是在该体积单元内释放出的全部能量，因为有些能量（例如β射线能）会在别的地方转化为热能，甚至有的能量根本就无法转化为热能加以利用。 兆电子伏／（厘米3·秒） Fa是堆芯（主要元件和慢化剂）的释热量占堆总释热量的份额 ; 如果堆芯的体积为V0，整个堆芯释出的热功率N0为 kW 如果计入位于堆芯之外的反射层、热屏蔽等的释热，则 MeV/s;;2;目前绝大部分的堆都采用圆柱形堆芯，圆柱形堆芯的均匀裸堆，热中子通量分布在高度方向上为余弦分布，半径方向上为零阶贝塞尔函数分布：;均匀裸堆中的中子通量分布;2;;2;2;2;;轻水作慢化剂的堆芯中，附加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;克服办法：采用棒束型控制棒组件 ;燃料元件数很多的非均匀圆柱形堆芯的通量分布总趋势与均匀堆的是一样的;非均匀堆栅阵;燃料元件的自屏因子F为：;问题?课堂小结;2-3 控制棒、慢化剂和???构材料中热量产生和分布 ;;(n, )或(n, )反应热源的计算;3;3; 裂变中子的慢化 吸收裂变产物放出的 粒子的一部分能量 吸收各种 射线的能量;3;问题?课堂小结;2-4 停堆后的功率 分布 ;;铀棒内的显热和剩余中子裂变热大约在半分钟之内传出，其后的冷却要求完全取决于衰变热; 停堆后时间非常短（0.1s内）（瞬发中子裂变）：;对于恒定功率下运行很长时间的轻水慢化堆，在停堆时如果引入的负反应性的绝对值大于4%，则其相对裂变功率的变化为： ;通常用于计算裂变产物衰变的半经验公式为：; 中子俘获产物的衰变功率：;问题?作业：2-1，3