反应堆热工重点

第一章工程热力学基本知识内能：内能是热力系统本身具有的能量，他包括分子运动的动能和因为分子间相互吸引和排斥所产生的位能焓：物理意义是工质的内能和推动功之和定义式为h=u+pv熵：熵是描述热力过程可逆性的物理量，熵的变化表示工质与外界有换热发生不平衡过程一定是不可逆的热力学第一定律：流入系统的能量一流出系统的能量=系统能量的增加量q=u+pdvq=h-vdp饱和温度（压力）：当液体表面汽化和液化达到动态平衡时，汽液两相温度相同，此时温度为饱和温度，压力为饱和压力汽化潜热：单位质量的饱和水从汽化开始到完全汽化为干饱和蒸汽所吸收的热量为汽化潜热热力学第二定律：克劳修斯表述：热不能自发的不付代价的从低温物体传递给高温物体开尔文-普朗克说法：任何发动机都不能只从单一热源吸热并把它连续不断的转化为功电厂使用朗肯循环而不适用卡诺循环的原因：卡诺循环工作在湿蒸汽区，对汽轮机的工作不利卡诺循环需要压缩汽液两相工质这样会产生气蚀现象卡诺循环单位工质做工能力差相同功率水平下需要更多工质第二章流体层流：流体运动时各质点作分层运动，流体质点在流层之间不发生混杂。呈规则的层状流动紊流：流体各质点呈紊乱流动形态，流体各质点不保持在固定流层内运动有相互的交混层流和紊流的判断标准：Re<Re下=2300为层流Re>Re上=10000为紊流第三章传热学基本知识传热方法：热传导，热辐射，热对流热传导：温度较高的粒子与温度较低的粒子碰撞将能量传递给低温粒子，在宏观上的表现就为热传导热辐射：不是依靠物体的接触而是通过电磁波的辐射传递热量的方式热对流：流体中温度不同导致密度不同，密度的差异将导致工质微团的运动将热量传递出去传热公式：固体中的热传导公式：Q=KF—O八…… AT圆通传热公式：Q=2HKLln(r/r)平板传热公式：Q=hFAT对流换热的影响因素：1.流动产生的原因（自由流动还是受迫流动）2.流动形式（层流还是紊流）3.是否有相变产生4.流体的自身物理性质5.传热面的几何因素第四章反应堆的热源机分布反应堆的热源来源及大体分布：影响功率分布的因素：（稍微的解释一下）燃料装载对功率分布的影响使功率被展平控制棒的分布对功率的影响结构材料对功率的扰动水系和空泡对功率的影响反应堆热量的输出过程：强迫对流放热公式（D-B公式）注意使用条件沸腾临界：由于沸腾机理的变化使得传热系数陡降，导致逼问骤升分为DNB型和蒸干型DNB型临界沸腾（又叫做快速烧毁）：在沸腾曲线临界工况之后由于受热面上产生的气泡太多而使得液相的补充受到阻碍，传热恶化导致壁温骤升这一现象成为沸腾临界，从沸腾曲线上看由泡核沸腾进入到过度沸腾区，因此也叫做偏离泡核沸腾（DNB）这时对应的热流密度为临界热流密度高含气量下的临界沸腾：在流体环状流动时，由于沸腾使得液体层被破坏从而导致沸腾临界。这种沸腾临界也叫做烧干，由于此时气体有较快的流速所以不至于使传热面迅速烧毁因此也称之为慢速烧毁温度分布图：第五章反应堆稳态工况下的水力计算各压降的原始表示形式：两相流流型：竖直流动时泡状流：汽相以气泡的形式弥散在液相中，一般发生在冷沸腾区或饱和沸腾低含气量区弹状流：他是柱形气泡和块状液团在流道内交替出现的流动形式，一般发生在饱和沸腾中等含气量区环状流：液相在管壁上形成环形连续流，在液环中还弥散着气泡，汽相中夹带着液滴，一般出现在饱和沸腾高含气量区滴状流：通道内流体主要为汽相，液相以小液滴的形式弥散在液相之中而且越接近出口液相越少直到形成单相为止水平流动时弥散泡状流层状流间歇流弥散环状流：真实含气量：空泡份额：静止的汽液混合物中定义为蒸汽体积与汽液混合体积之比均匀流模型：均匀流模型也称为摩擦系数模型也叫做雾状流模型，他是把两相看为一个整体，均匀流模型的基本假设是:汽液两相的流速相等两相间处于热力学平衡状态使用合理确定的单相摩擦系数分离流模型：分离流模型假定汽液两相完全分开每相均以各自的平均流速沿通道的不同部分流动，这样的流动结构就称为分离流模型，在分离流模型中汽液两相的流速认为是不相等的当两相流速相等时分离流模型与均匀流模型就没有差别了。分离流模型基本假设：汽液两相均以各自的流速流动并保持不变两相间处于热力平衡状态用经验关系式或化简的概念寻求两相流摩擦压降倍数和空泡份额与独立流动变量之间的表达式一回路压降和水泵功率表达式：自然循环：闭合回路内仅依靠热段与冷段中的流体密度差所产生的驱动压头来实现的流动循环为自热循环。有效压头：通常把克服了上升段压力损失后的丫头称为有效压头影响自然循环的因素：冷热源之间的温差，温差越大越利于自然循环冷热源之间的位差，位差越大自然循环能力越强管道的流阻，流阻越小，自然循环能力越强冷却剂中的含汽率，含汽率对自然循环的作用有正有负，堆芯局部沸腾有利于自然循环，但反应堆上腔积汽会增加流阻不利于自然循环临界流：通道出口处的流速等于该温度压强下的声速时，再进一步降低背压流量就不会再增加，通道出口处压力也不会降低，这种流动称为临界流动，对应流速为临界流速单相临界流：对于单相流，确定某一界面发生临界流的等价条件是：临界界面流速等于该状态下的声速临界界面的上游流动不受下游压力下降的影响流动不稳定性产生原因：在加热流动中如果留题发生相变即出现两相流，流体不均匀的体积变化可能导致流动不稳定性的发生两相系统中可能出现的流动不稳定性的主要类型：水动力不稳定性并联通道的管间脉动流型不稳定性动力学不稳定性热震荡消除流动不稳定性的方法:系统不在水动力特性曲线再ap）/aw<0范围内运行，若不可避免则要选择大流量下丫头会大大下降的t水泵使水动力特性曲线趋于稳定，消除a（AP）/aw<0的区段，主要方法有通道进口加装节流部件增大进口t局部阻力和选取合适的系统参数，系统运行压力越高，两相比容相差越小，流动越稳定水锤：管路工作状态的突然改变使液流速度突然改变同时引起管内液体压强的答复波动避免水锤的方法：截止阀慢开慢关尽可能降低压力冲击对不宜慢开慢关的阀门可采用小流量旁通阀先开后关，再开或先关主管道上截止阀对管道进行疏水气蚀：流动过程中当液流局部地区低到液体汽化的气话压强时，会产生气泡，气泡中含有蒸汽和部分水中的溶解气体，当气泡到达高压强区域时，气泡会凝结称为液体，气泡破裂将会产生巨大的冲击压强，不断破裂的气泡会使流道壁面材料受到不断地冲击从而使材料受到侵蚀避免气蚀的方法装设前置增压泵，以增加入口处的压力降低流体温度以降低流体的饱和蒸汽压力减小泵的转速以减小泵的出口流量第六章反应堆稳态热工设计原理热工设计准则：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，预先制订了设计所必须遵守的要求，这些要求通常就称为堆得热工设计准则田湾核电的热工设计准则：最小DNBR即燃料元件外表面不允许发生沸腾临界燃料元件芯块最高温度应低于熔化温度堆芯流量，4环路运行时流经反应堆的冷却剂流量应该不小于最小设计值，不大于最大设计值稳态额定工况下要求在计算的最大热力功率水平下不能发生流动不稳定性燃料元件包壳与水发生