【精品】反应堆热工第三章-2.ppt

反应堆热工水力学 3.6 燃料元件的温度分布 核科学与技术学院 Harbin Engineering University 王建军 有限圆柱形反应堆径向温度分布计算（复习） 有限圆柱形反应堆功率分布特点 有限圆柱形反应堆内各处温度分布计算 有限圆柱形反应堆内各处最高温度 有限圆柱形反应堆径向温度分布 燃料芯块内外表面温差 定物性气隙温差 对定物性圆筒壁包壳 适用范围 有限圆柱形反应堆功率分布特点 有限圆柱形反应堆内各处温度分布计算(1) 基本假定 大型压水反应堆功率分布适应性 多棒连续性假定 细棒一维化假定 定物性假定 有限圆柱形反应堆内各处温度分布计算(2) 计算目的 有限圆柱形反应堆温度轴向分布 有限圆柱形反应堆温度径向分布 有限圆柱形反应堆内各处最高温度 有限圆柱形反应堆内各处温度分布计算(3) 计算思想 基于反应堆内功率分布特性 利用输热方程计算某通道内冷却剂轴向分布 结合径向温度分布特性 确定温度分布规律 有限圆柱形反应堆内各处温度分布计算(4) 返回 有限圆柱形反应堆内各处温度分布计算(5) 冷却剂轴向温度分布 冷却剂输热方程 已知入口温度 已知功率分布 其中，燃料元件所释放热量为 有限圆柱形反应堆内各处温度分布计算(6) 于是，冷却剂出口温度为 讨论 正弦分布 有限圆柱形反应堆内各处温度分布计算(7) 包壳外壁面轴向温度分布 冷却剂轴向温度分布 包壳外表面对流换热方程 定对流换热系数 径向+冷却剂轴向温度分布=包壳轴向温度分布 有限圆柱形反应堆内各处温度分布计算(8) 冷却剂轴向温度分布 包壳外表面对流换热方程 包壳外表面温度分布 有限圆柱形反应堆内各处温度分布计算(9) 包壳外表面温度分布 包壳外表面对流换热温压 最大温压 有限圆柱形反应堆内各处温度分布计算(10) 包壳外表面温度分布 包壳内表面温度包壳外表面温度 包壳熔点 压水环境工作温度 Tcs,max? 有限圆柱形反应堆内各处温度分布计算(11) 包壳外表面温度分布 利用连续函数求极值方法，对z求导 有限圆柱形反应堆内各处温度分布计算(12) 包壳外表面最高温度 考虑到 忽略外推长度影响 有限圆柱形反应堆内各处温度分布计算(13) 包壳内壁面轴向温度分布 包壳外壁面轴向温度分布+ 包壳导热径向温度分布+ 忽略包壳内部的释热量 有限圆柱形反应堆内各处温度分布计算(14) 包壳外表面温度分布 包壳导热径向温度分布 最大导热温差 有限圆柱形反应堆内各处温度分布计算(15) 包壳内表面温度分布 若考虑包壳导热系数随温度变化 有限圆柱形反应堆内各处温度分布计算(16) 燃料外壁面轴向温度分布 包壳内壁面轴向温度分布+ 气隙或接触导热径向温度分布 两种导热模型原理 包壳内壁面轴向温度分布 有限圆柱形反应堆内各处温度分布计算(17) 气隙导热径向温度分布（条件） 单一组分气体及多组分气体导热模型 包壳内壁面轴向温度分布 有限圆柱形反应堆内各处温度分布计算(18) 接触导热径向温度分布 接触导热的保守性 有限圆柱形反应堆内各处温度分布计算(19) 燃料外壁面轴向温度分布 有限圆柱形反应堆内各处温度分布计算(20) 燃料中心轴向温度分布 燃料外壁面轴向温度分布+ 燃料导热径向温度分布 有限圆柱形反应堆内各处温度分布计算(21) 燃料外壁面轴向温度分布+ 燃料导热径向温度分布 有限圆柱形反应堆内各处温度分布计算(22) 燃料中心轴向温度分布 燃料中心轴向最高温度？ 积分热导率概念(1) UO2燃料特性 积分热导率概念的引入 导热系数比较小 燃料内温差较大 导热系数随温度变化大 需考虑燃料导热系数变化 燃料内整体考虑