热工流体力学 第6章 堆芯稳态热工水力设计.pptVIP

6.5子通道分析模型6.5.1子通道分析模型概述作业题34．何谓核电站的毛效率？答：发电机输出电功率而引起相邻子通道间质量的交换。伴此而造成流体动量和能量的交换或转移。在等质量湍流交混模型中（一维程序常用此模型），没有净的质量转移（即），只可能造成净的动量和能量的转移。（2）横流交混由相邻子通道之间的横向压差而引起的定向横流，有净的质量转移，同时发生动量和能量的传输。横向压差可由组件进口段、通道几何尺寸的变化（如棒偏心、弯曲和通道截面积变化等）、热功率的差别、冷却剂局部沸腾以及流体性质的变化等造成的，它使沿轴向流动的流体产生一个横向流分量。它也属于自然交混类型。（3）流动扫掠由绕丝、螺旋肋片或交混叶片等造成的附加定向强迫流动，它把部分流体连同它携带的动量和能量从一个子通道扫掠到相邻子通道中。这种交混有净的质量、动量和能量的转移，属于强迫交混类型。（4）流动散射由定位格架、轴向或周向肋片以及端板等机械部件在流体中产生强迫扰动而造成的一种无定向交混，也无净的质量转移。它提高了流体的湍动水平，所以一般把它归并到湍流交混中。流动散射属于强迫交混。对于单相流，由湍流交混和流动散射造成的交混流量[kg/(ms)]常表示成（6.5—1）式中，是湍流交混因子，对于有格架棒束，常取0.01~0.02；是棒间隙，m；是两相邻棒之间的平均质量流密度，6.5.3子通道流体动力学方程（6－43）（6－42）（6－41）1．质量守恒方程2．能量守恒方程3．轴向动量守恒方程子通道分析的流体动力学方程主要分一维方程和三维方程两大类。CHAN—2、TORC和COBRA系列程序采用的是一维方程。这类程序较简单，计算速度快，但使用时有一定局限性。THINC—4和THERMIT—2等程序采用三维方程。它们较复杂，但能够处理堆内存在的三维流动。下面对于单相流或均匀汽—液两相流以一维COBRA—3C程序为例给出其流体动力学方程（只列出一个子通道的守恒方程）。4．横向动量守恒方程（6－44）状态方程（6－45）6.6核反应堆热工参量的选择6.6.1核动力反应堆热工参量的选择对核电站动力反应堆而言，热工设计的要求就是在保证安全可靠的前提下尽可能提高其经济性。而经济性的的要求最终体现在每千瓦小时（每度电）电能的成本上，电能成本越低越好。因此，反应堆热工设计要服从整个核电站设计的最优化，即达到整个电站在安全可靠前提下每度电成本最低这一总目标。下面将简要讨论电能成本的的组成，堆热工参量和结构参量与电能成本间的关系，堆热工参量与二回路热工参量间的关系，热工参量的选择原则等问题。6.5.4子通道传热模型燃料棒导热方程[第三章方程（3－18）（6－46）包括反应堆在内的一、二回路设备折旧费（6－47）（6－48）（6－49）核电站单位电能成本是由燃料费、设备折旧费和运行管理费这三方面组成，可以用下式表示（6－46）核电站有效电功率或净输出电功率，千瓦，可用下式表示反应堆的热量利用率蒸汽发生器的热量利用率：（6—50）6.6.2蒸汽发生器的工作条件，Q—T图图6—4一次侧到二次侧的传热过程图6—5蒸汽发生器的Q—T图6.6.3核电站一回路和二回路热工参量间的关系与参量选择1．冷却剂流量与工质流量间的关系可以通过热平衡方程式得到（6—51）（6—52）－一次侧冷却剂与二次侧工质的流量大小还影响到蒸汽发生器的传热系数K的大小，蒸汽发生器的传热方程为（6—53）（6—54）2．冷却剂和工质温度及相应压力间的关系图6—6提高Tf2,in时蒸汽发生器Q—T图（1）提高二次侧工质的给水温度Tf2,in如图6—6所示，提高二次侧工质的给水温度Tf2,in，在Tf2,out（相应饱和压力ps）不变的情况下，可提高二次侧工质的平均温度，从而可提高动力循环的热效率。但是，如果保持不变（即水温度Tf2,in上升时，Tf2,out必须下降，而Tf2,out对热效率的影响较Tf2,in要大，所以动力循环效率反而降低。由此可见，给水温度Tf2,in不能任意提高。），则当给（2）提高一次侧冷却剂热工参量3．选择合适的二次侧工质的平均温度根据