课后习题-反应堆热工相关计算

1、张子靖20153079 1 Assignment II ExtentAssignment: (1) 请分别计算 M310 和 AP1000 堆芯内燃料棒的线功率 ql、热流密度 qw以 及体积释热率 qv。 注：请通过查找文献确定稳态运行时相应堆芯内燃料棒的 ql，然后再根据其与 qw和 qv的关系进行计算。 A.A. 平均每根燃料棒线功率平均每根燃料棒线功率 ql的计算的计算 原始数据原始数据 由资料1知，AP1000 有 2 热段、4 冷段。由资料2，单条冷段流量为 17886m3/h，根据物性参数软件算得总质量流量为 15176kg/s；单条热段流量 为 40348m3/h，总质量流量为

2、 15181kg/s。为计算简便，取流经堆芯的流量为 二者算术平均，即 W=15179kg/s。冷段温度为 280.7，视为堆芯进口温度 tf,in；热段温度为 321.1，视为堆芯出口温度 tf,ex。活性区高度为 4.27m，视 为外推高度 LRr。额定功率 Pe=3415MW。 由资料3-5可知，M310 有 3 环路，堆芯体积流量为 23790*3m3/h，合 质量流量 W=15139kg/s。进出堆芯温度分别为 tf,in=292.4和 tf,ex=327.6。 取堆芯外推高度为燃料棒活性高度，即 LRr=3.66m。额定功率 Pe=2905MW。 取水的定压比热容为 cp=6.6k

3、J/(kgK)，燃料棒数41448157264n。 计算计算 平均每根燃料棒的线功率 ql可由6中提供的公式得来： infexff p Rrl ttt Wc Lnq , )0(2 Rr ll L z qzq cos)0()( 得 RrRr pf l L z nL Wct zq cos 2 )(。 张子靖20153079 2 对于 AP1000，代值计算得zq APl 736. 0cos1059. 3 4 1000, ， 对于 M310，代值计算得zq Ml 858. 0cos1064. 3 4 310, 。 其中，z 的单位为 m，ql的单位为 W/m。 检验与修正检验与修正 将 n*ql(z

4、)对 z 积分，可以得到堆芯总功率的理论值，分别为 Pt,AP1000=4049MW 和 Pt,M310=3519MW。其与二者的实际额定功率（分别为 Pe,AP1000=3415MW 和 Pe,M310=2905MW）相比偏大较多，但注意到理论值与额 定值的比值（记为 m）变化不大（AP1000 和 M310 的 m 值分别为 1.186 和 1.211，取算术平均，则 m=1.1985），故可以用理论值除以 m 进行简单修正。 修正后的线功率计算公式如下（单位同上）： zq APl 736. 0cos1000. 3 4 1000, zq Ml 858. 0cos1004. 3 4 310,

5、 B.B. 燃料棒热流密度燃料棒热流密度 qw和和体积释热率体积释热率 qv的计算的计算 由资料4、6、7，芯块直径为 du=8.19mm。燃料棒表面热流密度 qw、 体积释热率 qv和线功率 ql具有如下关系： u l w d q q , 2 4 u l v d q q , 代修正后的 ql值计算得（z 的单位为 m，qw的单位为 W/m2，qv的单位 为 W/m3）： 对 AP1000： zq APw 736. 0cos1016. 1 6 1000, ，zq APv 736. 0cos1069. 5 8 1000, ； 对 M310： zq Mw 858. 0cos1018. 1 6 310, ，zq Mv 858. 0cos1077. 5 8 310, 。 张子靖20153079 3 (2) 对于池沸腾的沸腾曲线，请作图并描述： A. 若是控制壁面温度，当不断缓慢地升高壁面温度时沸腾曲线的变化，以及壁 面温度从很大值开始缓慢下降时相应沸腾曲线的变化： B. 若是控制热流密度，当不断缓慢地升高壁面温度时沸腾曲线的变化，以及壁 面温度从很大值开始缓慢下降时相应沸腾曲线的变化。 张子靖20153079 4 参考文献参考文献 1 2 3 06529 4 5 秋穗正, 苏光辉