反应堆热工分析课程设计计算数据

1、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/Kg5.458338825.46443055.4705225.4766145.4827055.4887971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!表二出口温度#REF!二、燃料棒热流密度、线功率堆芯燃料棒总传热面积Fa(m2)4527.49288燃料棒表面平均热流q(W/m2)648832.385燃料棒最大

2、热流密度q_max1353302.15燃料棒平均线功率q_l19364.4706燃料棒最大限功率qlmax40389.4446四、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（1）、热管的平均比热容KJ/Kg5.53143874（2）、热管中的流体温度tf（z）296.2045532）单元通道当量直径（m）0.01177786通道流体的普朗特数Pr0.91639073通道流体动力粘度（kg/(m.s)）8.2778E-05通道流体导热系数k（z）W/m*0.5333784通道

3、流体的雷诺系数Re638895.432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平均壁温tc（z）353.137324Zr-4导热系数k(z)(W/m2*)17.4520301第一个控制体的内壁温tci321.3419914)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三、平均管情况堆芯内总流通面积Af(m2)4.0256204平均管的流速V（m/s）6.2974765

4、流体平均密度（Kg/m3）713.03739热管四根燃料元件组成的单元通道流量Wh（t/h）一次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg5.1112529（2）、热管中的流体温度tf（z）296.51732f（z）1 9.7649903f（z）1 249.946609一次迭代平均壁温tc（z）313.80832Zr-4导热系数k(z)(W/m2*)17.064797第一个控制体的内壁温tci（z）318.27211假设第二单元通道出口温度为320（1）、热管的平均比热容KJ/Kg5.96119496（2）、热管中的流体温度tf（z）303.7173022）单元通道当量直径（m）0.0117778

5、6通道流体的普朗特数Pr0.86025958通道流体动力粘度（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平均壁温tc（z）362.399248Zr-4导热系数k(z)(W/m2*)17.543223第二个控制体的内壁温tci（z）355.4010774)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）/1

6、192.92808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（1）、热管的平均比热容KJ/Kg6.1997793（2）、热管中的流体温度tf（z）315.7282552）单元通道当量直径（m）0.01177786通道流体的普朗特数Pr0.92438769通道流体动力粘度（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平均壁温tc（z）3

7、73.522211Zr-4导热系数k(z)(W/m2*)17.6527397第三个控制体的内壁温tci（z）397.0081834)第三控制体出口处UO2表面温度tu（z）686.156837一次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg5.4652516（2）、热管中的流体温度tf（z）304.37136f（z）1 20.45569f（z）242.43867一次迭代平均壁温tc（z）340.09979Zr-4导热系数k(z)(W/m2*)17.323662第二个控制体的内壁温tci（z）355.78893一次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg6.0696692（2）、热管中的流体温度tf（z

8、）315.97231f（z）1 32.64484f（z）231.08633一次迭代平均壁温tc（z）372.0263Zr-4导热系数k(z)(W/m2*)17.638011第三个控制体的内壁温tci（z）397.049915）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（1）、热管的平均比热容KJ/Kg7.16272712（2）、热管中的流体温度tf（z）325.3844242）单元通道当量直径（m）0.01177786通道流体的普朗特数Pr0.99444497通道流体动力粘度（kg/(m.s)）7

9、.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平均壁温tc（z）423.509762Zr-4导热系数k(z)(W/m2*)18.1449171第四个控制体的内壁温tci（z）393.5146154)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

10、度为340（1）、热管的平均比热容KJ/Kg7.4679991（2）、热管中的流体温度tf（z）331.9102032）单元通道当量直径（m）0.01177786通道流体的普朗特数Pr1.05789717通道流体动力粘度（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（1）、热管的平均比热容KJ/Kg6.7175615（2）、热管中的流体温度tf（z）326.

11、0091f（z）1 30.36766f（z）221.03882一次迭代平均壁温tc（z）370.26707Zr-4导热系数k(z)(W/m2*)17.62069第四个控制体的内壁温tci（z）394.89788一次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg7.2215976（2）、热管中的流体温度tf（z）332.11252f（z）1 19.43856f（z）214.68924一次迭代平均壁温tc（z）423.398266Zr-4导热系数k(z)(W/m2*)18.1438193第五个控制体的内壁温tci（z）377.291914)第五控制体出口处UO2表面温度tu（z）559.6984995）第

12、五控制体出口处UO2芯块中心温度t0（z）/平均壁温tc（z）362.04422Zr-4导热系数k(z)(W/m2*)17.539727第五个控制体的内壁温tci（z）378.342211263.45229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（1）、热管的平均比热容KJ/Kg7.65460435（2）、热管中的流体温度tf（z）334.2838042）单元通道当量直径（m）0.01177786通道流体的普朗特数Pr1.08739845通道流体动力粘度（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

13、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平均壁温tc（z）370.783511Zr-4导热系数k(z)(W/m2*)17.6257745第五个控制体的内壁温tci（z）353.3777534)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）/根据以上数据有如下表：控制体一控制体二控制体三控制体四控制体五控制体六一次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg7.4804987（2）、热管中的流体温度tf（z）33

14、4.33446f（z）1 f（z）27.23302112.02782一次迭代平均壁温tc（z）347.47239Zr-4导热系数k(z)(W/m2*)17.396253第五个控制体的内壁温tci（z）353.53358615.602456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5.12077916296.50970.01177795.48517308304.34280.01177796.07710285315.95810.01177796.73658798325.98070.01177797.2277598332.10730.01177797.48204167

15、334.3340.0117779通道流体导热系数k（z）W/m*0.53337840.5616268制体出口处UO2表面温度tu（z）397.0845518.8563控制体一控制体二控制体三控制体四控制体五控制体六控制体一控制体二控制体三控制体四控制体五控制体六六、热管中的q_(DNB,h)控制体一控制体二控制体三控制体四控制体五控制体六七、DNBR的计算控制体一控制体二控制体三控制体四控制体五控制体六八、计算热管中的压降控制体一控制体二控制体三控制体四控制体五控制体六控制体一控制体二控制体三控制体四控制体五0.5301876662.76050.5075597648.96430.4927871

16、544.42590.4872049416.7646出口处UO2芯块中心温度t0（z）/控制体出口比焓h-out(J/Kg)652.6220491318.7191192.928081361.5722051.399861428.4191956.783431490.5711263.452291531.573615.6024561547.249压力P（pa）饱和水比焓hfs当量直径De入口比焓值h-in（J/Kg）1.55E+071629.85030.0117781296.8051.55E+071629.85030.0117781318.71951.55E+071629.85030.011778136

17、1.57181.55E+071629.85030.0117781428.41871.55E+071629.85030.0117781490.57141.55E+071629.85030.0117781531.5726实际热流密度q（z）临界热流密度比DNBR433056.68714.99761884157.4026.5897411452544.33.3205091389390.22.817061911223.4453.656711342836.5449.038366平均壁温tw平均水温tf平均温度下动力粘度299.337324294.45489.07E-05315.536572300.4262

18、8.83E-05335.921459310.15048.45E-05347.031973320.96948.01E-05347.019524329.0447.66E-05344.293274333.22067.46E-05出口温度下动力粘度f（kg/(m.s)）出口温度下动力粘度8.99E-058.61E-058.68E-057.85E-058.22E-056.83E-057.79E-056.83E-057.52E-056.83E-05f（kg/(m.s)）w（kg/(m.s)）控制体六控制体一控制体二控制体三控制体四控制体五控制体六各项压降：7.4096E-057.03E-05控制体入口比体

19、积m3/Kg控制体入口密度（Kg/m3）控制体出口比体积m3/Kg0.00134837741.63650.00136320.00136316733.59180.0013940.00139401717.35490.00144820.00144817690.52890.00150680.00150678663.66730.0015510.00155098644.7550.0015693单向流体摩擦压降Pf(Pa)48262.18单向流体提升压降Pel(Pa)24744.95出口压降Pout(Pa)15820.67进口压降压降Pin(Pa)10195.25定位格架Pgr(Pa)15442.53总压降

20、P(Pa)：114465.6300.65.494889300.7300.8300.9301301.1301.25.500985.5070725.5131645.5192555.5253475.531439301.3301.4301.55.537535.5436225.549714二次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg（2）、热管中的流体温度tf（z）二次迭代平均壁温tc（z）Zr-4导热系数k(z)(W/m2*)第一个控制体的内壁温tci（z）5.120779296.5097310.041517.02771318.29821.420564二次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg（2）、热

21、管中的流体温度tf（z）二次迭代平均壁温tc（z）Zr-4导热系数k(z)(W/m2*)第二个控制体的内壁温tci（z）二次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg（2）、热管中的流体温度tf（z）三次迭代平均壁温tc（z）Zr-4导热系数k(z)(W/m2*)第三个控制体的内壁温tci（z）5.485173304.3428340.293717.32557355.78556.077103315.9581372.047217.63822397.0493三次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg（2）、热管中的流体温度tf（z）二次迭代平均壁温tc（z）Zr-4导热系数k(z)(W/m2*)第四个控

22、制体的内壁温tci（z）三次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg（2）、热管中的流体温度tf（z）二次迭代6.736588325.9807370.958717.6275394.87947.22776332.1073平均壁温tc（z）Zr-4导热系数k(z)(W/m2*)第五个控制体的内壁温tci（z）362.569417.5449378.3329二次迭代（1）、热管的平均比热容KJ/Kg（2）、热管中的流体温度tf（z）7.482042334.334二次迭代平均壁温tc（z）Zr-4导热系数k(z)(W/m2*)第六个控制体的内壁温tci（z）347.550317.39702353.5331

23、道当量直径（m）控制体出口流体的普朗特数Pr0.9163910.860260.9243880.9944451.0578971.087398出口表面换热系数h（z）（W/m2*）44347.8943223.05控制体出口流体动力粘度f（kg/(m.s)）控制体流体的雷诺系数8.28E-05638895.48.83E-05598677.68.22E-05598677.67.79E-05678484.77.52E-057036047.41E-05713754.1控制体出口处包壳外壁温tcs（z）控制体的内壁温tci（z）306.2746318.2982324.7985355.785544495.38

24、45752.346877.147398.81饱和水比焓hs(J/Kg)饱和汽焓值hg(J/Kg)347.0444347.0195347.0195341.567汽化潜热hfg(J/Kg)394.8585392.7102376.3631353.5331平衡含气量xe1629.851629.851629.851629.851629.851629.85f（kg/(m.s)）w（kg/(m.s)）2596.2172596.2172596.2172596.2172596.2172596.217质量流密度G（Kg/h*m2）161652101616521016165210161652101616521016

25、165210平均温度下动力粘度w8.88E-058.23E-057.39E-056.83E-056.83E-056.93E-05出口温度下平均比体积m3/Kg0.0013630.0013940.0014480.0015070.001551966.3664-0.32196966.3664-0.27762966.3664-0.20844966.3664-0.14413966.3664-0.1017966.3664-0.08548临界热流密度q_(DNB,h)649481458263684823187391399633320803098682平均温度下的密度（Kg/m3）平均温度下的比体积v（737

26、.65150.001356725.63220.001378704.41310.00142677.62610.001476654.50180.001528641.04680.00156控制体流体的雷诺系数Re摩擦阻力系数f638895.40.010903598677.60.010705598677.60.010182678484.70.0101867036040.010317入口比焓值h-in（J/Kg）下动力粘度下动力粘度0.001569控制体出口密度（Kg/m3）733.5918717.3549690.5289663.6673644.755637.2396713754.1提升压降Pel(Pa

27、)4409.4574336.884208.1654047.6933910.8753831.8820.010546控制体出口比体积m3/Kg301.6301.7301.85.5558055.5618975.567989301.9302302.1302.2302.3302.45.574085.5801725.5862645.5923555.5984475.604539302.55.61063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）/302.6302.7302.8302.93035

28、.6167225.6228145.6289055.6349975.641089303.1303.2303.3303.4303.55.647185.6532725.6593645.6654555.671547303.65.67764303.7303.8303.9304304.1304.25.683735.6898225.6959145.7020055.7080975.714189304.3304.4304.55.720285.7263725.732464304.6304.7304.85.7385555.7446475.750739304.9305305.1305.2305.3305.45.756

29、835.7629225.7690135.7751055.7811975.787288305.55.79338305.6305.7305.8305.93065.7994725.8055635.8116555.8177475.823838306.1306.2306.3306.4306.55.829935.8360225.8421135.8482055.854297306.65.860388306.7306.8306.9307307.1307.25.866485.8725725.8786635.8847555.8908475.896938307.3307.4307.55.903035.9091225

30、.915213307.6307.7307.85.9213055.9273975.933488307.9308308.1308.2308.3308.45.939585.9456725.9517635.9578555.9639475.970038308.55.97613308.6308.7308.8308.93095.9822225.9883135.9944056.0004976.006588309.1309.2309.3309.4309.56.012686.0187726.0248636.0309556.037047309.66.043138309.7309.8309.9310310.1310.

31、26.049236.0553226.0614136.0675056.0735966.079688310.3310.4310.56.085786.0918716.097963310.6310.7310.86.1040556.1101466.116238310.9311311.1311.2311.3311.46.122336.1284216.1345136.1406056.1466966.152788311.56.15888311.6311.7311.8311.93126.1649716.1710636.1771556.1832466.189338312.1312.2312.3312.4312.5

32、6.195436.2015216.2076136.2137056.219796312.66.225888312.7312.8312.9313313.1313.26.231986.2380716.2441636.2502556.2563466.262438313.3313.4313.56.268536.2746216.280713313.6313.7313.86.2868056.2928966.298988313.9314314.1314.2314.3314.46.305086.3111716.3172636.3233556.3294466.335538314.56.34163314.6314.7314.8314.93156.3477216.3538136.3599056.3659966.372088315.1315.2315.3315.4315.56.378186.3842716.3903636.3964546.402546315.6315.7315.8315.9316316.1316.2316.3316.4316.56.4086386.4147296.4208216.4269136.4330046.4390966.4451886.4512796.4573716.463463316.6316.7316.8316.9317317.1317.2317.331